ตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วเป็นอุปกรณ์เสริมที่สำคัญสำหรับวาล์วควบคุมนิวแมติก โดยทำงานตามหลักการสมดุลของแรงและหลักความสมดุลของการกระจัดเป็นหลัก ด้านล่างนี้คือหลักการทำงานทั่วไปสองประการและคำอธิบายโดยละเอียด:
1. **หลักการสมดุลของกำลัง**
**ส่วนประกอบโครงสร้าง:** ส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบการวัด เครื่องขยายสัญญาณ องค์ประกอบป้อนกลับ และส่วนประกอบเซ็ตพอยต์ โดยทั่วไปองค์ประกอบการวัดจะเป็นดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับตำแหน่งที่แท้จริงของวาล์ว แอมพลิฟายเออร์จะช่วยเพิ่มสัญญาณไฟฟ้าหรือนิวแมติกที่อ่อนแอเพื่อขับเคลื่อนแอคชูเอเตอร์ องค์ประกอบป้อนกลับจะส่งสัญญาณตำแหน่งที่แท้จริงของวาล์วกลับไปยังตัวกำหนดตำแหน่ง และส่วนประกอบเซ็ตพอยต์จะกำหนดตำแหน่งวาล์วที่ต้องการตามสัญญาณควบคุม
**ขั้นตอนการทำงาน:** เมื่อระบบควบคุมให้สัญญาณจุดที่กำหนด สัญญาณนี้จะถูกเปรียบเทียบในตัวกำหนดตำแหน่งกับสัญญาณตำแหน่งวาล์วจริงที่ป้อนกลับโดยองค์ประกอบป้อนกลับ ทำให้เกิดสัญญาณข้อผิดพลาด สัญญาณข้อผิดพลาดนี้ถูกขยายโดยแอมพลิฟายเออร์ ซึ่งจากนั้นจะส่งสัญญาณควบคุมที่สอดคล้องกันไปยังแอคทูเอเตอร์ของวาล์วควบคุมนิวแมติก ส่งผลให้แอคชูเอเตอร์เคลื่อนที่และด้วยเหตุนี้จึงขับเคลื่อนวาล์ว ในขณะที่วาล์วเคลื่อนที่ องค์ประกอบป้อนกลับจะส่งสัญญาณตำแหน่งวาล์วจริงกลับไปยังตัวกำหนดตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะเปรียบเทียบสัญญาณเซ็ตพอยต์กับสัญญาณป้อนกลับอีกครั้ง โดยปรับสัญญาณควบคุมเอาท์พุตจนกระทั่งตำแหน่งวาล์วจริงตรงกับเซ็ตพอยต์ สัญญาณข้อผิดพลาดจะกลายเป็นศูนย์ และวาล์วจะคงที่ที่ตำแหน่งที่ตั้งไว้
2. **หลักการสมดุลการแทนที่**
**ส่วนประกอบโครงสร้าง:** โดยหลักแล้วประกอบด้วยกลไกลิ้นปีกนก เครื่องขยายสัญญาณนิวแมติก ลูกเบี้ยวป้อนกลับ และสปริง กลไกลูกนกหัวฉีดเป็นส่วนสำคัญในการแปลงการกระจัดเป็นสัญญาณนิวแมติก แอมพลิฟายเออร์นิวแมติกช่วยเพิ่มสัญญาณนิวแมติก ลูกเบี้ยวป้อนกลับจะเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของวาล์วให้เป็นแรงป้อนกลับ และสปริงจะให้แรงรีเซ็ตและการปรับสมดุล
**ขั้นตอนการทำงาน:** เมื่อสัญญาณอินพุตเปลี่ยนแปลง จะทำให้ลูกนกในกลไกลูกนกหัวฉีดเคลื่อนที่ การกระจัดของลูกนกจะเปลี่ยนช่องว่างระหว่างหัวฉีดและลูกนก ดังนั้นจึงเปลี่ยนแรงดันต้านกลับของหัวฉีด การเปลี่ยนแปลงแรงดันต้านนี้จะถูกขยายโดยเครื่องขยายกำลังนิวแมติก ซึ่งจะส่งสัญญาณนิวแมติกไปยังแอคทูเอเตอร์ของวาล์วควบคุมนิวแมติก เพื่อขับเคลื่อนวาล์วให้เคลื่อนที่ ในขณะที่วาล์วเคลื่อนที่ ลูกเบี้ยวป้อนกลับจะแปลงการกระจัดของวาล์วเป็นแรงป้อนกลับ แรงป้อนกลับมีปฏิกิริยากับแรงสปริง และเมื่อถึงจุดสมดุล ลูกนกจะกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันต้านของหัวฉีด สัญญาณเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์นิวแมติกยังเสถียร และวาล์วยังคงอยู่ที่ตำแหน่งใหม่
ในการใช้งานจริง ตัวกำหนดตำแหน่งวาล์วยังมีฟังก์ชันต่างๆ มากมาย เช่น ช่วยให้สามารถกำหนดตำแหน่งวาล์วได้อย่างรวดเร็ว ปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุม เพิ่มคุณลักษณะการไหล และบรรลุการควบคุมแบบแยกช่วง ซึ่งจึงตอบสนองข้อกำหนดการควบคุมของกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้ดียิ่งขึ้น