氣動放大器是基于位移平衡原理工作的。輸入信號（背壓）作用于膜片，使其產生位移，再以膜片位移和剛度的乘積，即彈性元件的彈力與輸入力相平衡，所以這種放大系統呈開環式。穩態時，兩個活門都有一定的開度，總有一部分空氣排大氣，故稱氣動放大器。

 

氣動放大器的主要由控制電路、模擬電氣轉換器和輸出氣動放大器以及閥位傳感器組成。直行程的控制閥閥桿位置通過反饋桿傳遞到閥位傳感器轉換成電信號加在模擬PD控制器，與控制系統來的DC控制信號（如4至20mA）進行比較，當有控制偏差時， PD控制器輸出改變，使氣動放大器氣輸出改變，通過氣動放大器對控制閥的氣動執行機構加壓或泄壓。

這個輸出信號壓力的改變使閥位移動到與輸入控制信號相一致的位置。氣源供氣給氣動放大器和壓力定值器。 帶有固定設定值的氣量定值器可使一恒定氣量排空，用于閥門定位器殼內正壓吹掃和確保氣動放大器響應快、*。

氣動放大器的輸出壓力可以通過DIP開關S5加以限制。輸出氣量限制Q和DIP開關S6可以改變增益系數及化閥門定位器使之適配不同尺寸的氣動執行機構。