閥門定位器是調節閥的主要附件，它將閥杆位移訊號作為輸入的反饋測量訊號，以控制器輸出訊號作為設定訊號，進行比較，當兩者有偏差時，改變其到執行機構的輸出訊號，使執行機構動作，建立了閥杆位移訊號與控制器輸出訊號的一一對應關係。因此，閥門定位器組成一閥杆位移為測量訊號，以控制器輸出為設定訊號的反饋控制系統。
閥門定位器按輸入訊號分為氣動閥門定位器和電氣閥門定位器。氣動閥門定位器的輸入訊號是標準氣訊號，如20～100kpa氣訊號，而電氣定位器的輸入訊號是標準電流或電壓訊號，如4～20ma或1～5v，在定位器內部將電訊號轉換為電磁力，然後輸出氣訊號到氣動調節閥。
氣動閥門定位器可與氣動薄膜調節閥、氣動活塞調節閥配套使用，它接受氣動調節儀表給出的20~100kpa 訊號來控制調節閥的行程，又經過反饋系統的作用，確保閥芯位置按調節儀表來的氣動訊號，準確執行，從而實現閥芯的正確定位。
電氣閥門定位器與氣動調節閥配套使用，構成閉環控制迴路。把控制系統給出的直流電流訊號轉換成驅動調節閥的氣訊號，控制調節閥的動作。同時根據調節閥的開度進行反饋，使閥門位置能夠按系統輸出的控制訊號進行正確定位。
加入閥門定位器後，組成以閥杆位移量為副被控變數的副迴路，它與原有單迴路控制系統組成串級控制系統，原控制系統的被控變數成為串級控制系統的主被控變數，因此，新增閥門定位器可改善控制系統功能。由於採用凸輪作為反饋環節，因此，改變凸輪形狀能有效地改變副迴路的增益，補償被控物件的非線性特性。對於只有固定流量特性的閥門如蝶閥，定位器可使用乙個特性化的凸輪去提高修正後的流量特性。
電－氣轉換器是電動單元組合儀表轉換單元中乙個品種，接受的電動調節儀表給出的直流訊號，按比例地轉換輸出20～100kpa氣動訊號，作為氣動薄膜調節閥、氣動閥門定位器的氣動控制訊號，也可作為氣動儀表的氣源，實質上它起到電動儀表與氣動儀表之間的訊號轉換作用。現在有人將它安裝在氣動閥門上來代替電氣電位器使用，認為它使用起來更方便，因為不需要安裝反饋杆。這值得**，但從理論上來說，是不可取的，正因為沒有反饋環節，不能成為乙個閉環控制系統，所以控制精度肯定大有問題。
一般來說，電—氣轉換器要與氣動定位器配套使用，才能實現對閥門的準確定位。
至於閥位變送器，是提供連續反饋訊號以指示閥或執行機構位置的一種設施，用於訊號指示、監視執行機構效能等，其實質就是將位移量轉換成標準的4～20ma電訊號，輸出供控制系統檢測，一般安裝於氣缸上，機械反饋杆與閥杆或執行機構輸出杆相連。當然，現在已經有帶反饋的電氣閥門定位器，來代替它，但在某些地方，它仍有自己的用途。
閥門定位器是與氣動執行器配套使用的。它接受控制器的輸出訊號，它的輸出訊號去控制控制閥運動。顧名思義，閥門定位器的功能就是使控制閥按控制器的輸出訊號實現正確的定位作用。
閥門定位器是氣動執行器的主附件，它與氣動執行器配套使用，閥門定位器具有以下用途：
（1）提高閥桿位置的線性度，克服閥桿的摩擦力，消除被控介質壓力變化與高壓差對閥位的影響，使閥門位置能按控制訊號實現正確定位。
（2）增加執行機構的動作速度，改善控制系統的動態特性。
（3）可以20~100kpa的標準訊號壓力去操作40~200kpa的非標準訊號壓力的氣動執行機構。
（4）可實現分程控制，用一台控制儀表去操作兩台控制閥，第一台控制閥上定位器通入20~60kpa的訊號壓力後閥門走全行程，第二台控制閥上定位器通入60~100kpa的訊號壓力後閥門走全行程。
（5）可實現反作用動作。
（6）可修正控制閥的流量特性。
（7）可使活塞執行機構和長行程執行機構的兩位式動作變為比例式動作。
（8）採用電/氣閥門定位器後，可用4~20ma dc電流訊號去操作氣動執行機構，一台電/氣閥門定位器具有電/氣轉換器和氣動閥門定位器的雙重作用
閥門定位器伴隨著控制閥的應用已有幾十年的歷史了，由於閥門定位器的出現，使控制閥的控制精度、抗干擾能力、響應時間、流量特性等得到了大大地改善，現在幾乎所有的控制閥都使用了閥門定位器，它已經成為控制閥不可缺少的搭檔，在自控元件中起著越來越重要的角色。本文主要介紹samson 閥門定位器的工作原理和功能，通過列舉模擬和數字閥門定位器，使大家能夠比較全面地掌握閥門定位器，其目的是為了我們更好地理解和應用閥門定位器。
雖然閥門定位器由最初的氣/氣閥門定位器、電/氣閥門定位器發展到現在的數字閥門定位器、區域匯流排閥門定位器，但它們的基本原理和主要功能都沒有大的改變。
samson的閥門定位器也跟隨著控制技術的發展，經歷了由氣動、電動、數字、發展到現在的區域匯流排閥門定位器。在世界同類產品中，samson 的閥門定位器以它的結構緊湊、耗氣量低、工作可靠、定位器中可選附加功能多等優勢得到了大家廣泛的好評。
為了便於大家討論，我們首先複習一下定位器中的基本自控元件。
定位器中基本自控元件介紹——電/氣轉換器原理
隨著儀表技術的發展，氣動儀表領域已逐步被電動儀表和計算機控制所占領，現在只有在一些特殊的場合還在使用氣動儀表，作為儀表中的閥門附件「定位器」也由原來的氣動閥門（p/p）定位器逐步由電/氣（e/p）閥門定位器所代替。
那麼在電/氣閥門定位器中輸入的電訊號是如何轉換成氣訊號的呢？我們以samson 6111 型電/氣轉換器為例介紹一下它的工作原理(見圖1)：
圖1 function diagram of 6111
圖1a type 4763
氣動功率放大器（8）在設計時；選用合適的彈簧力（8.2），使當輸入訊號為0 ma 時保持輸出pa 在100mbar ，這樣輸出的壓力通過恆節流孔（8.4）使噴嘴（7）內有一定的背壓。
當輸入的訊號增加時；通電的線圈（2）切割永久磁鐵（3）的磁力線，產生向上的力→擋板（6）靠近噴嘴（7）使背壓（pk）增加→膜片（8.3）↓→開啟閥芯（8.5）→輸出pa↑。
當輸入訊號減少時；擋板（6）離開噴嘴（7）→背壓（pk）減少→輸出壓力（pa）作用下膜片（8.3）↑→閥芯（8.5）關死→輸出壓力通過閥芯（8.5）釋放。
當pa 同pk 平衡時輸出壓力保持不變；這時電訊號**圈（2）中產生的力也同背壓（pk）取得平衡。
這樣輸入的電訊號就轉換成氣訊號了。
定位器的組成
以samson 的4763 電/氣閥門定位器（圖1a）為例，定位器主要組成部分見圖2。
圖2 1.反饋杆（1）
2.反饋彈簧（6）
3.反饋風箱（7）
4. 氣動功率放大器（7下部）
5. 電/氣轉換器（21）
定位器工作原理
1. 模擬定位器我們還是以samson的4763定位器為例（參考圖3）。我們設：調節閥為fc（氣開）；定位器為正作用
圖3a）閥位根據輸入訊號成比例動作
輸入訊號↑→pe 點氣壓↑→反饋風箱中連桿（9）向左動作→壓緊彈簧（6），擋板（10.2）靠近噴嘴（10.1）→輸出風壓↑→閥桿（對於氣開閥）↑→壓緊彈簧（6）→反饋風箱中連桿（9）向右動作→擋板（10.
2）離開噴嘴（10.1）→輸出氣壓（pst）↓。當反饋彈簧的力與反饋風箱的力平衡時，閥位保持與輸入訊號對應的位置。
b）定位
當輸入訊號不變時：由於工藝條件變化導致閥桿↑→壓緊執行器彈簧→壓緊彈簧（6）→反饋風箱中連桿（9）向右動作→擋板（10.2）離開噴嘴（10.
1）→輸出氣壓↓→由執行器向下的彈簧力使閥位回到原來的地方。
由於工藝條件變化導致閥桿↓→放鬆執行器彈簧→放鬆彈簧（6）→反饋風箱中連桿（9）向左動作→擋板（10.2）靠近噴嘴（10.1）→輸出氣壓↑→使執行器向上運動使閥位回到原來的地方。
2.數字閥門定位器
數字閥門定位器與模擬閥門定位器的主要區別是：偏差計算、反饋訊號處理、輸入/輸出訊號處理等採用了數字積體電路和微處理器進行處理。
以samson type 3780為例，參考圖4和圖5：
圖4 3780 positinoer
圖5 function diagram of 3780
定位器的輸入模擬訊號經a/d轉換後至微處理器（2）；閥門的變化訊號經過位置感應感測器（5）和a/d轉換也同時到達微處理器。微處理器根據輸入訊號和閥位訊號的偏差經過計算和輸出控制訊號使供氣電磁閥3和排氣電磁閥4工作，使閥位與輸入訊號相對應。通訊用的hart訊號是經過解調器（1）後至微處理器。
定位器hart定位器同模擬定位器的主要區別是：
1）定位器在接收4~20ma 模擬訊號的同時，還可接收到在4~20ma 模擬訊號上疊加的乙個帶有hart 傳輸協議的交流訊號。
2）模擬的4~20ma 訊號用於控制閥位，定位器可以用模擬訊號發生器進行閥位調校。
3）hart 訊號主要用於定位器的設定和組態以及閥門的故障診斷（取決於定位器功能）。
和fieldbus 定位器
主要特點是：
1）訊號的傳輸是通過profibus 或fieldbus 協議的區域匯流排進行的。
2）定位器不能直接接受4~20ma 的模擬訊號。
3）定位器中含有符合相關協議的輸入，輸出及pid 控制模組。
4）檢查和調校定位器；必須用能與定位器進行通訊和含有應用軟體的裝置進行。
定位器的基本功能
1. 比例動作和定位作用
比例動作：根據輸入的訊號，使閥門的閥位與輸入訊號相對應。定位作用：當輸入訊號固定時，閥位不受工藝條件的變化而變化。
2. 功率放大
針對氣動輸入訊號而言，定位器可將輸入的氣訊號；通過定位器中的氣動功率放大器進行放大，使微小的訊號就可以控制閥門動作。
3. 提高閥門的控制精度
由於定位器是根據輸入訊號與閥門位置的偏差對輸出訊號進行調整的，一旦輸入訊號與閥門位置有偏差，定位器將自動調整輸出訊號以改變閥位，直到閥位與輸入訊號相對應為止，這樣大大提高了閥門的控制精度。
4. 克服摩擦力
由於定位器本身的定位閉環控制，當摩擦力變化時（指閥杆的填料、執行器的密封等部分的摩擦力）；定位器可以根據由摩擦力造成的位置偏差，自動增加或減少輸出到執行器的壓力，以克服摩擦力對閥門開度造成的影響。
5. 改變作用方式
通過定位器我們可以改變閥門的作用方式。
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