本发明公开一种旋转机械振动信号等角度采样方法及阶比跟踪分析方法，包括：接收旋转机械的键相脉冲信号，计算旋转机械的实时角速度；根据实时角速度确定旋转机械在下一个旋转周期中依次转过各预设等角度间隔到达各等角度采样点的时刻值序列，进而确定相邻等角度采样点之间的定时器计数值序列；利用定时器进行定时采样，在每次定时器计数值溢出时进行振动信号采样，并将定时器计数值更新为定时器计数值序列中的下一个定时器计数值，得到等角度振动信号采样序列；然后可基于等角度振动信号采样序列进行旋转机械阶比分析。本发明能够适用于转动惯量较大的旋转机械，等角度采样时间准确，可以获取精确的时域、频域分析结果。