Разработана математическая модель представительного фрагмента – ячейки периодичности «полимерный слой / датчик» термоиндикаторного покрытия – в рамках теории электротермоупругости механики композитов с учетом структурной неоднородности области ячейки, анизотропии элементов структуры и связанности электрических и деформационных полей. Осуществлен модальный анализ – определение собственных частот и форм (мод) собственных колебаний представительного фрагмента термоиндикаторного покрытия при различных приращениях температуры. Найдено численное значение коэффициента пропорциональности для функциональной зависимости приращения первой резонансной частоты покрытия от приращения температуры. Эта характеристика покрытия используется для диагностирования температурного спектра покрытия по результатам измерения спектра амплитуды интенсивности результирующего светового потока на выходе из оптоволокна встроенного PEL-датчика.