1.气动执行器
气动执行器以压缩空气作为动力能源，根据控制信号气压的大小和施加的方向，产生相应的推动力，来改变调节阀的开度。气动执行器由气动执行机构和调节阀两部分组成。气动执行机构是执行器的推动装置，产生推力；调节阀是执行器的调节部分，它直接与介质接触，调节流体介质的流量。气动执行机构包括气动薄膜执行机构和气动活塞执行机构两种。调节阀按其结构分为直通单座、直通双座、角形、三通、隔膜、蝶阀等多种形式。
气动执行器的调节阀开度变化量与输入的气压信号变化近似成比例关系，因而，执行机构可看作比例环节。
根据调节阀开度随输入气压信号的变化规律，气动执行器可分为气开式调节阀和气关式调节阀两种类型。若随着输入气压信号的升高，调节阀开度增大，则为气开式；若随着输入气压信号的升高，调节阀开度减小，则为气关式。控制系统无论采用气开式调节阀还是气关式调节阀，首先要考虑系统中装置的安全性，当发生供气气源中断、调节器故障、调节阀膜片破裂等情况时，应确保装置安全。
（1）气动薄膜调节阀。气动薄膜调节阀结构原理如图6-1所示。输入气压信号压力通常为0.02～0.1 MPa，此信号通入波纹膜片3上方的薄膜气室，随着输入控制信号的增大，在波纹膜片3上产生一个向下的推力，膜片向下弯，使推杆5向下移动。推杆5通过阀杆11带动阀芯向下运动，使调节阀的开度发生变化。与此同时，弹簧6被压缩，直到弹簧6的反作用力与信号压力在波纹膜片3上产生的推力相平衡时，推杆5不再运动，调节阀开度保持不变。信号压力越大，在波纹膜片3上产生的推力越大，与其平衡的弹簧6反力也越大，于是弹簧6的压缩量即推杆5的位移量越大，调节阀开度变化量也越大。
调整调节件8的位置可以改变弹簧6的预紧力，确定输入信号的起始压力值，一般为0.02 MPa。
气动薄膜调节阀具有结构简单、尺寸小等特点，适用场合比较广泛。但其推杆推力较小，在某些场合受到一定的限制。为使调节阀动作及时并能动作到位，常加装一个阀门定位器。
（2）带阀门定位器及其气动活塞执行机构。
1）阀门定位器。阀门定位器是一种与气动执行机构配套使用的辅助仪表。其基本功能是接受调节器的输出信号，然后控制气动执行机构动作，同时，将推杆的位移通过机械装置反馈到阀门定位器，定位器和执行机构组成一个闭合回路来控制调节阀的开度。
阀门定位器能够增大执行机构的输出功率，加快阀杆的移动速度，减少调节信号的传递滞后。它还可以克服推杆移动时产生的摩擦力和阀芯不平衡力，通过负反馈实现阀位控制的精确定位及稳定，通过更换反馈元件可以实现对调节阀整体流量特性的变换。(https://www.daowen.com)
图6-1 气动薄膜调节阀结构原理
1—上膜盖；2—硬芯；3—波纹膜片；4—下膜盖；5—推杆；6—弹簧；7—弹簧座；8—调节件；9—连接阀杆螺母；10—标尺；11—阀杆；12—压板；13—调节阀
图6-2 带阀门定位器的气动活塞执行机构结构原理
1—波纹管；2—杠杆；3、7—功率放大器；4—上喷嘴；5—挡板；6—下喷嘴；8—调零弹簧；9—推杆；10—活塞；11—气缸；12—反馈弹簧
2）气动活塞执行机构。带阀门定位器的气动活塞执行机构结构原理如图6-2所示。其中，虚线框内部分是阀门定位器。调节器输出的控制信号送入阀门定位器的波纹管1，若控制信号增大，杠杆2绕支点逆时针转动，挡板5离开下喷嘴6，下喷嘴6背压降低，经功率放大器7放大送至气缸11中活塞的下部空间。同时，挡板5靠近上喷嘴4，上喷嘴4背压升高，经功率放大器3放大送至气缸11中活塞的上部空间。这样，在活塞10的上、下两侧产生压差，活塞10在压差的作用下下移，带动阀芯下移关小调节阀（气关式）。在活塞和活塞杆下移时，活塞杆将拉伸反馈弹簧12。当反馈弹簧12使杠杆2对支点产生的反馈力矩与由波纹管1使杠杆对支点产生的力矩相平衡时，调节阀即稳定在一个开度上。当调节器送来的控制信号减小时，其动作过程与上述方向相反。
气动活塞执行机构的阀杆推力较大，适用于需要较大轴向推力来开或关调节阀的场所。