階次跟蹤分析是描述用于分析旋轉或往復運動機械的機械動態特性的軟件功能的集合的一般術語，旋轉或往復運動機械的轉速可隨時間而變化。與功率譜和其他頻域分析標準不同的是變化的變量是頻率，階次功能提供與可變轉速相關的數據，即RPM(每分鐘轉數)。用的測量是階次光譜和階次分析。順序譜給出了作為旋轉頻率的諧波次數的函數的信號幅度。這意味著諧波或次諧波次序分量保持在與機器速度無關的相同分析線中。

觀察任何數量與RPM的變化的技術稱為跟蹤，因為旋轉頻率被跟蹤并用于分析。激勵機器的大部分動力與旋轉頻率有關，因此通過使用順序分析可以大大簡化解釋和診斷。

階次分析只是對具有基頻或諧波的分量的振幅的觀察。它是一種典型的跟蹤類型。還有其他類型的跟蹤。例如，用戶可以跟蹤基于FFT的PSD頻譜，固定頻帶或倍頻程頻帶等; 所有這些都可以稱為跟蹤。通過CI階次跟蹤包，儀器可以：

• 處理轉速計信號并提供高保真RPM測量
• 測量階次光譜
• 測量階次跟蹤
• 測量RPM FFT頻譜
• 測量固定頻帶中的能量與RPM
• 測量相對于轉速表的順序的幅度和相位。

階次跟蹤應用

階次跟蹤有幾種不同的應用，以下給出的是一些討論。

種應用，通常被稱為向上運行/向下運行，是用來調查一臺機器當在整個運行范圍上運行的RPM是變化時的動態響應。這種情況， RPM范圍可能非常大，從一個很小的 RPM 到 10,000 RPM。這些測試是在汽車或飛機發動機運行，以及當調試全新或翻新的固定加工設備時。測量可以是任何物理量如聲音，位移，速度，加速度，轉矩等。測量分析可以是振幅或階次的功率，一個固定頻帶上的能量，一個倍頻程濾波器的容量等等。這種類型的測量中最重要的結果是相對于RPM的響應的幅度。

第二應用是在機器執行其正常的任務時，監測測量機器的位移，速度，加速度，壓力，電流或聲音。該儀器測量階次的振幅和其相對于參考轉速計的輸入信號的相位。相位計算相對于轉速計輸入或單獨的參考輸入。這個應用是普遍用于設備診斷和平衡。這種情況下，操作中的RPM是相對穩定的。階次跟蹤技術對增加階次估算精度是有用的。

階次跟蹤信號的相位對在向上運行/向下運行期間旋轉機械的研究非常有用。這是常常用“波特圖”呈現，用來表達共振/激勵交叉點是有用的。波特圖是從控制理論借用一個概念；它在一個不斷變化的轉速范圍內可同時提供振幅和相位數據(即向上運行/向下運行)。一些的設置信息取決于轉速的變化率。向上運行或向下滑行可以采取到從幾分鐘到幾個小時的任何地方（如用于在渦輪機的冷啟動）。

CoCo-80X 動態信號分析儀包括測量基于RPM的聲學音階分析和聲級的能力。該功能類似于階次分析，除了頻譜以A，B，C或Z頻率加權的倍頻程段記錄。此功能包含在聲學分析和聲級計CSA模板中，而不是階次分析模板。

階次跟蹤和階次頻譜

旋轉速度的知識允許在角度和順序域上顯示測量結果，與時間和頻率域相對應。一階是頻率規格化的頻率，例如軸頻率。這就意味著，在有序頻譜中，振動分量的順序表明了每軸旋轉的振動周期數。用EUpk、EUrms或EUrms2來測量的數量級，是通過跟蹤濾波器獲得的測量值，該濾波器的中心頻率位于這個頻率上。對一系列階次的多重測量將構造一個所謂的有序光譜。一階功率譜測量給出了信號的振幅或功率的定量描述。它提供了一個很好的視圖信號的所有順序組件。這可以幫助您找到重要的階次，并比較不同階次組件的級別。

執行旋轉相干采樣，鎖相乘法器和數字重采樣有兩種方法。鎖相頻率乘法器主要用于早期工作。它們基于旋轉參考信號產生采樣脈沖。這些采樣脈沖控制采樣過程。注意，采樣頻率將取決于轉速，因此需要可調節的抗混疊濾波器。這使得方法相當復雜。在數字重采樣技術中，時間信號通常與一些旋轉參考信號一起采樣。然后通過插值技術將時間信號數字重采樣到角域。旋轉參考信號可以用轉速計或增量脈沖編碼器獲取。下圖顯示了在啟動過程中角度數據重新采樣如何用于分析發動機的振動。一旦信號已經被轉換成其角域，則可以應用FFT來分析振動的階譜。

同步采樣數據（采樣速率由瞬時轉速和所需分析頻率范圍決定）

芯片信號的角度數據重采樣

圖中顯示采樣速率將由瞬時轉速和所需分析頻率范圍決定。在CoCo-80X動態信號分析儀中，通過結合數字重采樣，數據抽取和內插，DFT和FFT計算的專有技術來計算階次跟蹤和階次頻譜。可以通過階次跟蹤計算產生三個測量值：圖一中顯示的“階次頻譜”，圖二中顯示階次跟蹤圖，圖三顯示“3D RPM階次頻譜”。3D RPM階次頻譜只是其他兩種測量類型的三維視圖。另一種可視化這些類型圖的方式是，階次光譜是沿著固定RPM值的3D圖的橫截面，而階次跟蹤是固定階次的橫截面。他們的關系是：

圖一 典型階次譜

圖二 典型階次跟蹤

圖三 典型3D有序階次瀑布圖