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Una valvola di controllo (in inglese control valve) è una valvola che può essere impiegata in condizioni stazionarie con posizioni dell'otturatore intermedie fra apertura completa e chiusura completa, permettendo di raggiungere valori intermedi della portata e conseguentemente della perdita di carico nella valvola, allo scopo di controllare lo stesso o un altro parametro. Costituisce quindi un "dispositivo analogico", esattamente come la valvola di intercettazione potendo essere per definizione in condizioni operative stazionarie solo completamente aperta o completamente chiusa è di fatto un "dispositivo digitale" (on/off, ovvero 0/1).
Non tutti i tipi di valvola possono essere efficacemente impiegati come valvola di controllo, per esempio una valvola a globo con otturatore lineare è solitamente "la" valvola di controllo per antonomasia, anche la valvola a farfalla ha buone caratteristiche di regolazione, mentre una valvola a saracinesca non può di norma costituire una valvola di controllo per via dell'alta turbolenza del flusso quando l'otturatore è in posizione intermedia che genera rapida erosione degli organi di tenuta, oltre a rumorose e sgradite vibrazioni nella condotta vicino alla posizione di chiusura completa.
La valvola di controllo è uno dei tre componenti fondamentali dell'anello di controllo automatico di un impianto idraulico. Gli altri componenti necessari sono un misuratore/trasmettitore del valore istantaneo del parametro da regolare, ed uno strumento controllore (o regolatore). I tre componenti formano un anello chiuso. Il trasmettitore invia il proprio segnale al controllore, il quale a sua volta comanda la valvola di regolazione. Il circuito si chiude attraverso il processo in quanto l'intervento della valvola agisce direttamente o indirettamente sul valore della variabile misurata.