转子转动角速度数值上与转轴横向弯曲振动固有频率相等，即：ω=ωn时的转速称为临界转速。转子在临界转速附近转动时，转轴的振动明显变得剧烈，既处于“共振"状态，转速超过临界转速度后的一段速度区间内，运转又趋于平稳。所以通过观察转轴振动幅值-转速曲线可以测量临界转速。
传感器支架上安装x、y向涡流传感器，其探头端面与转子外圆之间的间隙按传感器线性范围的中值调整；光电传感器安装于正对联轴器反射标记处。
按照要求逐渐增加转子速度，可观察到不超出转子试验台操作范围的振动。当转速升到临界转速时，振幅的峰值大，且相位角发生180°的变化，在示波器上看到的轴心轨迹如图所示。
轨迹图形上的亮点（键相点）在临界转速时其位置变化180°。由低速到高速变化的振动情况可由绘图仪绘出幅频及相频特性（波特图），如图所示。
转子振动的相频曲线和幅频曲线，从相位和振幅两个不同的方面反映了转子的振动特性，显然这两者之间是密切相关的。正是由于转子的不平衡相位与由不平衡所引起的振动相位之间有上述随转速的变化关系，才使得转子的振动在临界转速之前，随着转速的升高而升高，并在临界转速时达到峰值；在转速超过临界转速以后，由于不平衡矢量与振动矢量之间的相位差超过90°，就是说，这时由于转子转动而形成的离心力已经开始抵消由于转子变形而造成的弓状回转产生的离心力，因此越过临界转速以后，振幅开始下降。高于临界转速越多，不平衡相位就越接近于超前转动相位180°，抵消作用也越大，因此振动也越小，运转越加平稳。
