Единицы измерения вибрации: мм/с, м/с², мкм и Гц
Техническое руководство · актуализировано 15 июля 2026 года
Вибрацию описывают несколькими величинами. Виброперемещение обычно выражают в мкм или мм, виброскорость — в мм/с, виброускорение — в м/с² или g, а частоту — в герцах. Число без параметра, полосы частот и вида амплитуды неполно: 4 мм/с RMS и 4 мм/с peak — разные значения. Пересчитывать перемещение, скорость и ускорение можно только для известной гармонической составляющей и согласованных определений амплитуды. Для широкополосного сигнала простой пересчёт одной цифры некорректен.
Коротко
- Перемещение подчёркивает низкочастотное движение, скорость удобна для общей оценки многих машин, ускорение — для более высоких частот и ударов.
- 1 Гц — один цикл в секунду; оборотная частота в Гц равна об/мин, делённым на 60.
- RMS, peak и peak-to-peak обязательно указывают рядом с единицей.
- Одинаковые мм/с могут иметь разный смысл при разной частоте, полосе, точке, режиме и тренде.
Схематический пример
Три величины описывают разное поведение
Виброперемещение: мкм и мм
Перемещение показывает, насколько точка отклоняется от среднего положения. Для вибрации корпуса используют микрометры или миллиметры, для относительного движения вала — бесконтактные датчики перемещения и специально определённую систему отсчёта. Важно различать абсолютную вибрацию корпуса и относительную вибрацию вала внутри подшипника.
Перемещение сильнее подчёркивает низкочастотные составляющие. Оно полезно для медленных машин, оценки движения вала и зазоров, но на высоких частотах физическое перемещение может быть очень малым при значительном ускорении. Поэтому выбор параметра связан с дефектом и диапазоном.
Часто перемещение указывают как размах peak-to-peak, то есть расстояние от отрицательного до положительного пика. Но прибор может выдавать RMS или peak. Единица «мкм» без вида амплитуды и полосы не позволяет корректно сравнить два отчёта.
Виброскорость: мм/с
Виброскорость — скорость изменения перемещения. Для многих промышленных машин общий уровень скорости RMS в заданной полосе удобен как интегральный показатель вибрационного состояния. Именно поэтому мм/с часто встречается в сериях ISO 20816 и национальных документах.
Общий уровень объединяет энергию множества частот и не называет дефект. Два агрегата могут иметь одинаковые 4 мм/с RMS: на одном доминирует оборотная составляющая, на другом — несколько гармоник или широкополосное возбуждение. Для диагноза нужен спектр и условия измерения.
Виброскорость не является «скоростью вращения» и не измеряется в оборотах. Она описывает колебательное движение выбранной точки. Обороты вала фиксируются отдельно тахометром.
Виброускорение: м/с² и g
Ускорение — скорость изменения виброскорости. СИ-единица — м/с²; также используют g, где стандартное ускорение свободного падения приблизительно равно 9,80665 м/с². В техническом отчёте желательно указать, какой коэффициент использовал прибор, особенно при точных пересчётах.
Ускорение чувствительно к высокочастотным составляющим, ударам и ранним проявлениям дефектов подшипников. Но высокий пик ускорения может быть коротким и почти не влиять на общий уровень скорости. Для подшипников часто анализируют спектр ускорения и огибающую в заданной полосе.
Как и для других величин, указывают RMS, peak или peak-to-peak. Некоторые приборы выводят ускорение peak, скорость RMS и перемещение peak-to-peak одновременно. Эти числа нельзя сравнивать между собой как одну шкалу «сильнее — слабее».
Частота в Гц, обороты в минуту и порядки
Частота показывает, сколько циклов происходит за секунду. Один герц равен одному циклу в секунду. Для вращающейся машины оборотная частота рассчитывается по фактической скорости:
Порядковый анализ выражает частоты кратно оборотной: 1× — один цикл на оборот, 2× — два, лопаточная частота вентилятора — число лопаток, умноженное на 1×. При изменяющейся скорости порядки удобнее фиксированных герц, потому что следуют за вращением.
Паспортная синхронная скорость двигателя не всегда равна фактической. У асинхронного двигателя есть скольжение; ременная передача меняет обороты; преобразователь частоты задаёт режим. Поэтому для точной привязки спектра используют тахометрический сигнал.
RMS, peak и peak-to-peak
Peak — максимальное отклонение от нулевого уровня в выбранном интервале. Peak-to-peak — расстояние между минимальным и максимальным значениями. RMS — среднеквадратическое значение, связанное с энергией сигнала.
Для чистой синусоиды действуют простые отношения: peak = RMS × √2, а peak-to-peak = 2 × peak. Для реального сигнала с ударами, гармониками и шумом эти коэффициенты не обязаны выполняться. Crest factor — отношение peak к RMS — помогает увидеть импульсность, но также зависит от полосы и длительности записи.
При сравнении проверяют алгоритм детектирования, частотную полосу, фильтры, окно, длительность и единицы. Надпись «RMS» без полосы частот всё ещё оставляет неоднозначность.
Как пересчитать перемещение, скорость и ускорение
Для синусоидального колебания с частотой f и одинаково определённой амплитудой:
a = 2πf · v = (2πf)² · x
Здесь x — перемещение, v — скорость, a — ускорение. Перед расчётом приводят единицы к согласованной системе: метры, секунды и герцы. После вычисления результат можно перевести в мм/с или мкм.
Формулы применяют к конкретной гармонике. Если прибор показывает общий RMS в широкой полосе, одна частота для всего сигнала неизвестна. Нельзя взять широкополосные 5 мм/с и «перевести» их в мкм без спектра. Корректный путь — преобразовать спектральные линии или пересчитать временной сигнал с учётом фильтров.
Таблица выбора параметра вибрации
| Параметр | Типичные единицы | Что подчёркивает | Что обязательно указать |
|---|---|---|---|
| Перемещение | мкм, мм | Низкие частоты, движение вала, зазоры | Абсолютное/относительное, RMS/peak/p-p, полосу |
| Скорость | мм/с | Общую вибрацию многих промышленных машин | Обычно RMS, диапазон частот, точку и режим |
| Ускорение | м/с², g | Высокие частоты, удары, подшипники | RMS/peak, полосу, фильтры, способ крепления |
| Частота | Гц | Положение компонентов спектра | Разрешение, фактические обороты, окно |
| Порядок | × оборотной частоты | Связь сигнала с вращением при переменной скорости | Тахосигнал и метод отслеживания порядка |
| Фаза | градусы | Угловую связь с опорной меткой | Направление, метку, обороты и знак отсчёта |
Как правильно записывать результат измерения
Хорошая запись выглядит не как «вибрация 3,2», а как: «3,2 мм/с RMS, полоса 10–1000 Гц, горизонтально на приводной опоре, 1485 об/мин, установившийся режим 80 % нагрузки, датчик на магните». Для спектра добавляют частотное разрешение и тип окна, для фазы — положение метки и направление.
- машина, узел, точка и направление;
- режим, нагрузка, фактические обороты и температура;
- физическая величина и единица;
- RMS, peak или peak-to-peak;
- полоса частот, фильтры и длительность;
- датчик, способ крепления и дата;
- применённый критерий и базовое значение тренда.
Такой формат позволяет сравнивать маршруты и использовать данные в диагностике, отчёте и системе мониторинга. Без контекста даже точное число не отвечает на вопрос о состоянии машины.
Почему автоматический перевод единиц может ввести в заблуждение
Для чистого синусоидального движения перемещение, скорость и ускорение связаны частотой. При одной и той же амплитуде перемещения скорость растёт пропорционально частоте, а ускорение — пропорционально квадрату частоты. Поэтому 100 мкм на 10 Гц и 100 мкм на 100 Гц означают совершенно разные скорости и нагрузки.
Реальная вибрация состоит из многих частот. Перевести одно широкополосное значение мм/с в мкм без спектра нельзя: каждая составляющая должна интегрироваться отдельно. Прибор может выполнить цифровое интегрирование, но результат зависит от фильтров и нижней границы полосы; низкочастотный шум способен исказить перемещение.
RMS, peak и peak-to-peak
Для идеальной синусоиды peak равен RMS × √2, а peak-to-peak — 2 × peak. Для ударного сигнала эти коэффициенты не универсальны. Поэтому сравнение «4,5 мм/с peak» с нормативом в RMS без исходного временного сигнала некорректно.
| Запись | Можно сравнивать? | Чего не хватает |
|---|---|---|
| 3,2 мм/с | Нет | RMS/peak, полоса, точка и режим |
| 3,2 мм/с RMS, 10–1000 Гц | Частично | Машина, точка, направление и нагрузка |
| Полная идентифицированная запись | Да, с тем же методом | Применимый критерий и базовый тренд |
Источники и пояснения
Статусы стандартов проверены 15 июля 2026 года. Полные тексты нормативных документов защищены авторским правом; ниже приведены официальные карточки и область применения, а не перепечатанные таблицы.
- ISO 13373-1:2002 — процедуры измерения вибрацииВыбор параметра, датчика, точки, крепления, режима и способа сбора данных.
- ISO 20816-1:2016 — общие правила оценки вибрации машинДопускает разные величины и методы при чётком описании их ограничений.
- Fluke — типы и единицы измерения вибрацииОфициальный материал изготовителя о частоте, перемещении, скорости и ускорении.
- Fluke 802 — пример спецификации виброметраПоказывает раздельные единицы и виды амплитуды для acceleration, velocity и displacement.
Частые вопросы
Как перевести обороты в минуту в герцы?
Разделить фактические об/мин на 60. Например, 1800 об/мин = 30 Гц. Для ременного привода и асинхронного двигателя лучше измерять обороты, а не использовать только паспортное значение.
Можно ли сравнивать peak и RMS?
Только после приведения к одному виду амплитуды. Для чистой синусоиды peak = RMS × √2, но для реальной вибрации с ударами и гармониками это отношение не является универсальным.
Почему одинаковые мм/с дают разные выводы?
Потому что различаются спектр, частотная полоса, точка, направление, режим, тип машины и тренд. Общий RMS — интегральное число, а не диагноз.
Что измеряет виброметр?
Зависит от модели: обычно ускорение датчика, из которого прибор может интегрированием получить скорость и перемещение. В отчёте нужно указать конечную величину, единицы, амплитуду и полосу.
Следующий шаг
Нужны измерения вибрации с понятным протоколом?
Сообщите тип машины, обороты и задачу: разовый контроль, поиск причины или тренд. Подберём точки, параметры и формат отчёта под оборудование.
