階次跟蹤分析是描述用于分析旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動機械的機械動態(tài)特性的軟件功能的集合的一般術(shù)語，旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動機械的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速相關(guān)的數(shù)據(jù)，即RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))。用的測量是階次光譜和階次分析。順序譜給出了作為旋轉(zhuǎn)頻率的諧波次數(shù)的函數(shù)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(guān)的相同分析線中。
觀察任何數(shù)量與RPM的變化的技術(shù)稱為跟蹤，因為旋轉(zhuǎn)頻率被跟蹤并用于分析。激勵機器的大部分動力與旋轉(zhuǎn)頻率有關(guān)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)速表的順序的幅度和相位。
階次跟蹤應(yīng)用
階次跟蹤有幾種不同的應(yīng)用，以下給出的是一些討論。
種應(yīng)用，通常被稱為向上運行/向下運行，是用來調(diào)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(tài)響應(yīng)。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(fā)動機運行，以及當調(diào)試全新或翻新的固定加工設(shè)備時。測量可以是任何物理量如聲音，位移，速度，加速度，轉(zhuǎn)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(jié)果是相對于RPM的響應(yīng)的幅度。
第二應(yīng)用是在機器執(zhí)行其正常的任務(wù)時，監(jiān)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(zhuǎn)速計的輸入信號的相位。相位計算相對于轉(zhuǎn)速計輸入或單獨的參考輸入。這個應(yīng)用是普遍用于設(shè)備診斷和平衡。這種情況下，操作中的RPM是相對穩(wěn)定的。階次跟蹤技術(shù)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(zhuǎn)機械的研究非常有用。這是常常用“波特圖”呈現(xiàn)，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(zhuǎn)速范圍內(nèi)可同時提供振幅和相位數(shù)據(jù)(即向上運行/向下運行)。一些的設(shè)置信息取決于轉(zhuǎn)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(tài)信號分析儀包括測量基于RPM的聲學(xué)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(quán)的倍頻程段記錄。此功能包含在聲學(xué)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(zhuǎn)速度的知識允許在角度和順序域上顯示測量結(jié)果，與時間和頻率域相對應(yīng)。一階是頻率規(guī)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(zhuǎn)的振動周期數(shù)。用EUpk、EUrms或EUrms2來測量的數(shù)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(gòu)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(zhí)行旋轉(zhuǎn)相干采樣，鎖相乘法器和數(shù)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(zhuǎn)參考信號產(chǎn)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(zhuǎn)速，因此需要可調(diào)節(jié)的抗混疊濾波器。這使得方法相當復(fù)雜。在數(shù)字重采樣技術(shù)中，時間信號通常與一些旋轉(zhuǎn)參考信號一起采樣。然后通過插值技術(shù)將時間信號數(shù)字重采樣到角域。旋轉(zhuǎn)參考信號可以用轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)重新采樣如何用于分析發(fā)動機的振動。一旦信號已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成其角域，則可以應(yīng)用FFT來分析振動的階譜。
同步采樣數(shù)據(jù)（采樣速率由瞬時轉(zhuǎn)速和所需分析頻率范圍決定）
芯片信號的角度數(shù)據(jù)重采樣
圖中顯示采樣速率將由瞬時轉(zhuǎn)速和所需分析頻率范圍決定。在CoCo-80X動態(tài)信號分析儀中，通過結(jié)合數(shù)字重采樣，數(shù)據(jù)抽取和內(nèi)插，DFT和FFT計算的專有技術(shù)來計算階次跟蹤和階次頻譜?？梢酝ㄟ^階次跟蹤計算產(chǎn)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(guān)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
