本发明涉及旋转机械设备的故障诊断技术，其提供了一种无线式振动探头。所述无线式振动探头包括：基座，其适于安装在旋转机械上；主体，其内部设置有电子装置；传感器，其连接在所述基座与主体之间，用于监测所述旋转机械的振动并产生振动时域信号，并通过信号传输线将所述振动时域信号传输给所述电子装置；其中，所述电子装置在通过无线模块接收旋转机械的转速信息之后，对所述振动时域信号进行处理，并通过频谱补偿算法消除传感器的附加质量效应，最终输出阶次谱信息，该阶次谱信息用于故障诊断。在实施方式中，采用本发明的振动探头，在使用时易于安装，并且避免了现有多路传感器的信号干扰和模拟、数字模块间串扰的问题，改善了测试准确度。