機械振動的研究可歸結為機械系統的激勵、回響和振動特性三個方面的問題。在已知其中兩個方面的情況下可求第三方面的問題。與之相對應，振動測試的基本內容包括：①已知激勵和系統的振動特性情況下求回響，即振動量的測量；②已知激勵和回響的情況下求系統的振動特性，即系統特徵參數的測定，也稱參數識別；③已知系統的振動特性和回響的情況下求激勵，即環境預測，這種測試稱為振動環境模擬試驗。
振動量的測量 測量機械系統某些選定點上的振幅(位移、速度和加速度)、頻率、相位、振動的時間歷程和頻譜等。這種測量通常在機械系統的工作狀態下進行，以了解其實際振動狀況。對某些精密和大型機械設備的振動監控和診斷所作的測量也屬這種性質。振動量測量按振動信號和轉換方式可分為電測法、光測法和機械測振法，其中以電測法套用最為廣泛。圖1為一個較完整的振動量電測系統。測振感測器（拾振器）將機械振動量轉換為與它成比例的電量。常用的測振感測器有發電型(如壓電式、電動式和磁電式等)和電參數變化型(如電感式、電容式、電阻式和渦流式等)兩類。不同類型的感測器需要配接不同類型的中間測量變換裝置（圖2）。中間測量變換裝置對感測器輸出的電信號進行前置變換(電阻抗變換)、微積分運算、放大、調製和解調等，以便驅動後接的分析或顯示、記錄設備。分析設備完成對信號的頻率分析。顯示、記錄設備給出振動信號（經過分析的或未經過分析的）的波形，並用數字或模擬方式指示出測量結果，以便於儲存、分析信號和進行數據處理。
振動測試
振動測試簡諧激勵機械阻抗的測試 以簡諧力作為激勵並保持其幅值恆定，在欲測的頻率範圍內連續地改變激勵頻率，即掃頻；測定機械或結構在穩態振動下振動回響與激勵的幅值比隨激勵頻率的變化關係,即幅頻特性;測定振動回響與激勵間的相位差隨激勵頻率變化的關係，即相頻特性。當激勵頻率為被測系統的某一階固有頻率時，則可獲得系統的同階模態。簡諧激勵又有單點激勵和多點激勵兩種形式。多點激勵目的是激起系統的單一振型。測試系統可由一般儀器組成，也可由傳遞函式分析儀組成。
瞬態激勵機械阻抗的測試 以衝擊力、階躍力或快速正弦掃描力等瞬態力為激勵，同時測量機械或結構在選定點處的振動回響和激勵，並進行分析處理，從而獲得其頻率回響（幅頻、相頻和幅相特性）。由於是瞬態激勵，這種方法能在一次激勵下激起機械系統在選定頻率範圍內的回響。在瞬態激勵中,衝擊激勵最為常用,因為激勵設備就是一個帶有力感測器的敲擊錘，只要適當選擇錘頭的材料，如橡膠、塑膠、鋁或鋼等，就可以改變激勵頻率的範圍，而激勵的大小則可由錘頭上配重塊的質量和敲擊加速度來調節。衝擊激勵常配用以快速傅立葉分析儀為中心的測試系統。由於激勵設備簡單，所需測試設備較少，可實現機械阻抗的快速以至實時測試，套用日益廣泛。
隨機激勵機械阻抗的測試 以隨機力作為激勵，測定機械或結構在平穩隨機激勵下的振動回響與激勵之間的關係，如自功率譜密度和互功率譜密度等，進而得到系統的機械阻抗數據。因為用於隨機激勵的平穩隨機信號包含有一定幅度的多種頻率成分，對於頻率範圍較窄的一些機械阻抗測試而言，可在一次隨機激勵下測得一定頻率範圍內所需的機械阻抗數據。
振動環境模擬試驗 研究或考核試驗對象在強度、壽命和功能方面的抗振性。這種模擬試驗分為周期性振動試驗、隨機振動試驗和衝擊試驗 3種。周期性振動試驗一般採用耐共振、耐掃頻和耐預定頻率試驗 3種形式。在進行振動壽命試驗時，為了縮短試驗時間常採用提高振動量級的辦法，即強化試驗。提高的程度，即強化係數，應根據試件的振動回響特性和疲勞強度分析來考慮。試驗根據不同試驗對象按相應的試驗規範進行，並用模擬振動試驗機來實現。
測試系統的校準和定度 為了保證測試結果的可靠性和測試精度，對所使用的儀器，尤其是測振感測器必須進行定期校準和定度。在進行重要的或特殊的試驗前，常直接對整套測試系統進行現場校準和定度。測試系統最基本的校準項目包括靈敏度、頻率回響和線性度。此外，根據需要還可進行某些特殊的校準，如所測振級變化範圍大時，應校準動態線性範圍；高溫下測試時，應校準溫度的影響等。測振感測器的校準在測試系統的校準中具有特別重要的意義。校準方法主要有兩種：一是絕對校準法，二是比較校準法。無論是對測振感測器或對組成測試系統的儀器和對整個測試系統的校準，最基本的要求是：在其工作頻率範圍內的幅頻特性平坦、相頻特性呈線性關係，以保證輸出電信號的幅值和相位均不失真。
測試結果的分析和數據處理 測試結果所獲得的原始數據有兩種表現形式：一種是模擬量，如電壓和電流等；一種是數字量。對不同的數據形式，分析處理方法也不相同。
對模擬量可直接分析處理，也可將其轉換為數字量後分析處理。前者設備較簡單，後者精度和速度較高。
當模擬量是振動的時間歷程，即用時域描述的振動量時，分析處理的主要內容就是進行各種頻譜分析，以了解測試對象在頻率域內的振動特性。常用的頻譜分析儀有恆定百分比頻寬式、恆定頻寬式、採用壓縮時間歷程的實時分析儀和具有並聯濾波器的實時分析儀等。當模擬量是頻率回響時，可歸結為對機械阻抗數據的分析處理。測得的機械阻抗數據通常以幅頻特性曲線和相頻特性曲線、實部和虛部頻率特性曲線或幅相頻率特性曲線(Nyquist圖)3種形式表達，統稱為機械阻抗曲線。因此分析處理的主要內容是：根據機械阻抗曲線，通過模態分析，識別測試對象在選定頻率範圍內的各階模態參數和建立它的數字模型。
模擬量的數字分析處理是將測得的振動模擬量信號，經過模-數轉換器變為相應的數字量,然後輸入數據處理機進行各種必要的分析。當測試結果直接以數字量表示時，則可利用軟體在電子計算機上分析處理。
參考書目
胡時岳、朱繼梅：《機械振動與衝擊測試技術》，科學出版社，北京，1983。
