Голограммы Денисюка широко использовались при изучении деформированного состояния изделий из различных материалов при статическом приложении нагрузки. Большое количество элементов конструкций подвержено периодически изменяющимся воздействиям. Целью работы является оценка возможности применения для исследования колебаний схемы записи голограмм во встречных пучках совместно с методом усреднения во времени. На основе векторного описания световых волн получены разрешающие уравнения для картин интерференционных полос, регистрируемых голограммой, записанной во встречных пучках, вблизи поверхности, совершающей установившиеся колебания. Запись голограммы производится в одну экспозицию, объект освещается плоским когерентным пучком света, направленным по нормали к регистрирующей среде. Длительность экспозиции значительно превышает период колебания поверхности исследуемого изделия. Показано, что погрешности, обусловленные использованием в разрешающих уравнениях только первого члена убывающего, знакопеременного ряда, предназначенного для вычисления корней функции Бесселя первого рода нулевого порядка, не превышают 2,2 %. Оценены допустимые величины амплитуд колебаний при исследовании с помощью метода усреднения во времени. При использовании гелий-неонового лазера качественные интерферограммы регистрируются при амплитудах колебаний, не превышающих 10 мкм. В качестве примера приводятся результаты изучения колебаний круглой металлической пластины и конуса из неметаллического материала, который представляет собой поверхность вращения, образованную вращением параболы. Результаты работы показали, что применение оптической схемы записи голограмм во встречных пучках методом усреднения во времени позволяет изучать форму малых колебаний тел, изготовленных как из металла, так и из неметаллических материалов.