振动速度、加速度、位移怎么选｜频率与单位换算

三者的换算关系

对单一频率 f 的正弦振动，速度等于位移乘以 2πf，加速度等于速度乘以 2πf。频率越高，同样的速度对应的位移越小、加速度越大。

下表是速度有效值 4.5 mm/s 在不同频率下对应的位移和加速度。4.5 mm/s 是 GB/T 6075.3 中 15–300 kW 机器在刚性基础上的 C/D 边界。

同样是 4.5 mm/s，5 Hz 时位移有 405 μm，加速度只有 0.14 m/s²；1000 Hz 时位移只剩 2 μm，加速度却有 28 m/s²。低频振动用加速度测，读数很小，容易被噪声淹没；高频振动用位移测，读数小到看不出变化。

速度在 10–1000 Hz 范围内和振动能量、疲劳应力的关系稳定，所以机器振动标准都用速度有效值评价。滚动轴承和齿轮早期损伤的冲击集中在几千赫兹，要用加速度才看得清。

同一个振动，用不同的统计量表示，数值相差好几倍。比较两份数据前，确认统计量一致。

下表的换算只适用于单一频率的正弦振动。随机振动和冲击信号没有固定比例，随机振动的峰值常达到有效值的 3 倍以上。

统计量	定义	正弦振动的换算	常见用途
有效值（RMS）	瞬时值平方的平均再开方	基准	机器振动评价，VC 曲线
峰值（0-P）	零线到最大值	有效值 × 1.414	冲击，建筑 PPV
峰峰值（P-P）	最小值到最大值	有效值 × 2.828	转轴位移，低速设备位移
峰值因子	峰值 ÷ 有效值	1.414	判断冲击成分，轴承损伤时变大

dB 每增加 20，数值放大 10 倍；每增加 6，约放大 2 倍。

速度和位移也能由加速度积分得到。积分会放大低频噪声，积分前要设高通滤波。截止频率按评价频段定：机器评价从 10 Hz 起，120–600 r/min 的低速机器从 2 Hz 起。

传感器	直接测的量	适用范围	注意事项
压电加速度计	加速度	宽频，几赫兹到十几千赫兹	安装方式决定可用上限，螺栓安装优于磁座，磁座优于手持探针
动圈式速度传感器	速度	约 10–1000 Hz	低于自身固有频率时灵敏度下降
地震检波器	速度	几赫兹以上的低频	环境和建筑振动常用
电涡流位移传感器	转轴相对位移	从静态位移到数千赫兹	测的是轴相对探头的运动，轴表面要光洁

设备手册给的是 g，标准给的是 mm/s，怎么比？

要知道振动的频率。单一频率时，速度等于加速度除以 2πf。宽频振动按频谱逐条换算，现场同时测加速度和速度最省事。

为什么泵的速度不大，加速度却很大？

加速度对高频敏感。泵的汽蚀、轴承损伤和叶片通过都会产生高频成分，速度读数变化不大，加速度明显升高。看加速度频谱和包络谱能分清是哪一种。

位移 50 μm 大不大？

看频率。1500 r/min（25 Hz）时，50 μm 峰峰值对应速度有效值约 2.8 mm/s，对 15–300 kW 刚性基础的机器正好在 B/C 边界附近；同样 50 μm 在 5 Hz 只相当于约 0.56 mm/s。

PPV 和有效值能换算吗？

单一频率的正弦振动，PPV 约为有效值的 1.41 倍。爆破和打桩是瞬态冲击，峰值和有效值没有固定比例，结构评价用实测峰值。

dB 和 m/s² 怎么换算？

加速度级等于 20 lg（a ÷ 10⁻⁶ m/s²）。70 dB 对应 0.0032 m/s²，80 dB 对应 0.01 m/s²。Z 振级用的是人体频率计权以后的加速度。

低频振动用加速度计能测吗？

能，要选低频型加速度计并设好高通滤波。几赫兹以下的建筑和环境振动，用高灵敏度加速度计或地震检波器，测量链本底要低于被测振动，工程上常取低 10 dB 以上。