對于旋轉機械，其振動和噪聲信號的頻率、幅度隨著轉速的變化而變化。旋轉頻率被稱為基頻，而基頻的整數倍頻率稱為階次頻率。旋轉機械通常由軸承、齒輪、風葉等構成，這些零部件發生振動時通常振動頻率是旋轉頻率的整數倍，與階次相對應。因此，從階次譜可以分析出那個機械零件存在異常。

階次分析需要一個轉速通道，一個或多個噪聲、振動通道。通過調節轉速，分析不同轉速時的噪聲、振動頻譜，生成轉速、頻率、幅度的色譜圖，從中提取階次譜。根據機械結構，選取關鍵階次，一般以總值為參考進行限值，可對關鍵零部件進行質量狀況評估、控制。

1.轉速提取

轉速提取是階次分析的關鍵，必須保證轉速信號與頻譜分析信號的同步。AWA6290L/L+采集硬件,自帶脈沖輸入通道，內置轉速算法，實時計算轉速，并與原始噪聲、振動采集數據同步上傳，保證了轉速信號與噪聲信號的同步。

轉速傳感器包括光電型、霍爾型、振動信號、電源脈沖等，同時也支持汽車OBD等數字接口。如下圖從左到右分別是光電型、霍爾型傳感器和汽車OBD接口。

下表列舉了主要的轉速傳感器優缺點及使用注意事項 

通過AWA6290脈沖輸入接口測量轉速時，脈沖幅值需大于3V；默認每12個脈沖計算一次轉速，當轉速較低時，可增加脈沖源來增加計算速度。在階次分析時，緩慢調速，可獲得更好的轉速與噪聲頻譜的對應關系及轉速分辨率。

使用杭州愛測公司提供的光電、霍爾等轉速采集模塊，與AWA6290硬件配合，可實現多種模式轉速測量，滿足不同測量場合需要。

2.階次譜

噪聲、振動信號和轉速信號在時域上同步采樣計算，根據轉速信號進行階次跟蹤，最終實現不同轉速的階次譜分析。

階次譜的主要表達方式有：瀑布圖、色譜圖和階次切片圖。

瀑布圖以時間、頻率、幅度三維坐標形式展現產品一段時間的頻譜變化色譜圖與瀑布圖類似，將幅度以顏色深淺方式顯示。

階次切片圖根據轉速信號，提取感興趣的階次以二維顯示，更方便的進行分析

階次在線判斷軟件為滿足生產線診斷應用開發，可與第三方軟件通信，對zhi定階次做限值判斷，實現旋轉機械的在線診斷。

3.階次應用

傳統的FFT分析方法對于穩態信號有很好的判斷效果，能分辨出被測信號的頻率成分，確定故障原因；加入轉速信息，可與旋轉機械的結構對應，查找故障點；通過對升速、降速狀態的跟蹤，更清晰的將與轉速對應的頻譜結構與固定頻譜結構區分開來。

階次分析方案已在汽車風機、總成，電機、發動機等旋轉機械領域廣泛應用，對產品的研發、生產提供有力支持。