Обычно используют акселерометры. Они работают по емкостному принципу: одна пластина ходит туда и обратно между двумя другими. Эти датчики изготавливаются в виде MEMS микросхем. Более того, внутри микосхемы уже есть вторичные преобразователи и даже аналого-цифровой преобразователь. Микроконтроллеру остается лишь читать из него данные по цифровому интерфейсу. Да, вы можете захватить сигнал и оценив его дисперсию, вычислить уровень вибрации. Должно помочь в диагностике оборудования.

На самом деле это задача не для метролога или инженера ТОиР. Такими вещами занимаются разработчики встроенных систем.