“閥門定位器作為氣動調節閥關鍵附件，在提高系統控制品質等方面發揮重要作用。其工作原理是根據控制信號與閥位反饋信號的偏差，控制進入執行機構的氣動信號，從而改變調節閥開度

閥門定位器實現了閥門自身閥位調節的閉環負反饋控制，使控制回路形成以被控對象的過程變量控制為主回路，閥門自身閥位控制為副回路的“串級控制”。其控制方框圖如圖 1

氣動閥門定位器基于力平衡控制原理，主要包括：力矩控制系統（由波紋管、杠桿2、噴嘴-擋板、氣動放大器等部件組成）和平衡力矩負反饋系統（由擺桿、軸、偏心凸輪、滾輪、杠桿1、彈簧等部件組成），其結構原理如圖2

圖2 氣動閥門定位器工作原理

當輸入波紋管輸入壓力控制信號增大時：

①杠桿2 繞支點轉動，檔板靠近噴嘴，噴嘴背壓增大，并經氣動放大器放大后進入執行機構氣室，使調節閥向下動作

②調節閥閥桿帶動反饋桿（擺桿）繞支點轉動，偏心凸輪逆時針轉動，通過滾輪使杠桿 1繞支點轉動，并將反饋彈簧拉伸

③彈簧對杠桿 2 的拉力與波紋管的壓力達到平衡時，閥門處于穩定狀態，此時輸入壓力控制信號與閥門位置相對應

噴嘴-擋板作為閥位定位器的重要部件，具有信號轉換、信號放大和控制作用。噴嘴-擋板可看作由恒氣阻R1（恒節流件）、變氣阻R2（噴嘴、擋板）、氣室組成。其結構原理如圖 3。

圖3 噴嘴-擋板結構原理圖

擋板與噴嘴之間的距離△L 發生變化時，噴嘴-擋板將距離信號轉換成固定氣容（室）及噴嘴背壓的壓力信號，即△PD=△L

由于噴嘴孔的口徑遠大于恒節流孔和背壓孔的口徑，噴嘴-擋板能將擋板微小的位移信號進行放大，提高控制精度和靈敏度，即△PD/△L=k，k 值非常大

電氣閥門定位器同樣基于力平衡原理，通過噴嘴-擋板進行力矩控制，采用機械連桿實現力矩反饋。相比氣動閥門定位器，電氣閥門定位器利用永磁鐵作為力矩馬達，通過電磁作用力實現輸入電信號與噴嘴-擋板位移信號的轉換。其結構原理如圖 4

圖4 電氣閥門定位器結構原理圖

傳統電氣閥門定位器基于機械力平衡控制原理，而智能電氣閥門定位器采用微處理器進行控制，同時將閥桿位移轉角轉換成滑線電阻的阻值，從而實現閥桿位移電反饋，具有控制精度高，調試方便等優點。其控制方框圖如圖 5

圖5 智能電氣閥門定位器控制方框圖 

智能電氣閥門定位器根據 I/P 轉換器的型式可分為：噴嘴-擋板式和壓電閥式

壓電閥式智能電氣閥門定位器利用壓電陶瓷片的壓電效應，采用兩位開關控制進氣壓電閥和排氣壓電閥的打開或關閉來實現閥位控制。穩態工況下，閥門不消耗儀表空氣，具有耗氣量小的優點，但在以往實際項目應用中有出現過振蕩的現象，其五步開關（快開、慢開、死區、慢關、快關）程序控制算法也在不斷優化中。其結構原理如圖 6。”

圖6 壓電閥式智能定位器結構原理圖