閥門定位器是按力矩平衡原理工作的。如正作用的氣動(dòng)薄膜閥，來自調(diào)節(jié)器或輸出式**柵的4～20mA直流信號(hào)輸入到轉(zhuǎn)換組件中的線圈時(shí)，由于線圈兩側(cè)各有一塊極性方向相同的*磁鐵，所以線圈產(chǎn)生的磁場與*磁鐵的恒定磁場，共同作用在線圈中間的可動(dòng)鐵芯即閥桿上，使杠桿產(chǎn)生位移。當(dāng)輸入信號(hào)增加時(shí)，杠桿向下運(yùn)動(dòng)（作逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)），固定在杠桿上的擋板便靠近噴嘴，使放大器背壓增高，經(jīng)放大后輸出氣壓也隨之增高。此輸出氣壓作用在調(diào)節(jié)閥的膜頭上，使調(diào)節(jié)閥的閥桿向下運(yùn)動(dòng)。閥桿的位移通過拉桿轉(zhuǎn)換為反饋軸和反饋壓板的角位移，并通過調(diào)量程支點(diǎn)作用于反饋彈簧上，該彈簧被拉伸，產(chǎn)生一個(gè)反饋力矩，使杠桿作順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)反饋力矩和電磁力矩相平衡時(shí)，閥桿就穩(wěn)定于某一位置，從而實(shí)現(xiàn)了閥桿位移與輸入信號(hào)電流成正比例的關(guān)系。調(diào)整調(diào)量程支點(diǎn)于適當(dāng)位置，可以滿足調(diào)節(jié)閥不同桿行程的要求。

2、 閥門定位器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

     閥門定位器與閥門配套使用，組成一個(gè)閉合控制回路的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由磁電組件、零位彈簧、擋板、氣動(dòng)功率放大器、調(diào)節(jié)閥、反饋杠桿、量程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、反饋彈簧組成。其系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 閥門定位器和調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)方框圖

      I  -輸入電流；
      H -調(diào)零彈簧長度；
     M1-輸入電流所產(chǎn)生的電磁力矩；
     Mo-零位彈簧所產(chǎn)生的調(diào)零點(diǎn)力矩；
     Mf -反饋彈簧所產(chǎn)生的反饋力矩；
     h  -擋板微小位移；
     P - 氣動(dòng)功率放大器的輸出壓力；
      L -調(diào)節(jié)閥的行程

     為了分析的方便，我們假設(shè)閥門定位器為線性的，則在一般情況下，各環(huán)節(jié)均可近似為線性環(huán)節(jié)，那么系統(tǒng)的方框圖如圖2所示。

圖2 線性化的系統(tǒng)方框圖

      Ko-零位彈簧的彈性系數(shù)；
     K4 -反饋彈簧的彈性系數(shù)；
     K1，K2，K3，K5，K6，Kv -磁電組件、擋板、放大器、量程調(diào)整機(jī)構(gòu)、反饋杠桿和調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)

      由圖2可知，令：

     Kc=K2K3Kv     （1）

     KF=K4K5K6      （2）

     則L=Kc（KoH+K1I）/（1+ KcKf）

          =[KGK1/（1+KGKf）]*I+KcKoH/（1+KcKf） （3）

     由（3）式可知：KcKoH/（1+KGKf）為閥門定位器的零點(diǎn)。