当需要监视一个不属于“四大类（压力、流量、温度、液位）”的过程变量时，可以通过一些过程分析仪表完成。这类仪表同样也有自己的“四大类”：

成分-探测计量过程流体中的某种化学成分；

电化学-测量某种离子浓度，大多数是氢（pH）；

分光光度法-利用光的吸收特性测量某种成分。

物理特性-测量重力，密度，粘度等物理量。

由于制造业的生产过程通常为专门的功能设计，因此过程量的成分和特征也是大致可以确定的。举个例子，某个实验室研制出一种高带宽的频谱分析仪能分析任何未知物质的成分（至少在侦破电视剧中存在），但是这在现实的生产环境中是不实用的。气相色谱仪和质谱仪可以分析很大范围的物质，但是它们过于昂贵和复杂，只有当简单的技术不能达到要求时才被使用。

“顾客对可靠性的要求远远高于对精度的要求，”ABB过程自动化部门的产品经理Gary Brewer说，“生产厂商通常没有强大的技术支持人员，一旦分析仪无法正常工作，可能会导致停产。所以原则就是选用能达到测量要求的最简单可靠的技术。”

当试图为一个过程量的成分或是污染物质做定量分析时，关键是要了解你所要寻找的物质。在很多情况下这种分析要做多个测试，要使用多种分析仪表和分析技术。

参考一个例子，任务是分析一个锅炉烟道废气的污染物，确定二氧化硫(SO2)、氮氧化合物(NOx)、酸性气体和汞的含量。SO2可以通过红外吸收法，非分散性红外线法或紫外线法分析；NOx可以通过化学发光法或紫外线法分析；水银通过紫外线法分析；酸性气体可以通过气相色谱仪或质谱仪分析。即使紫外线法可以测量4个中的3个，这种情况下还是需要一个以上的传感器，甚至每种物质还可能需要配置单独的传感器。虽然有多成分分析传感器，但是使用它会提高成本和增加复杂性。

一些相对简单的测试，如pH或溶解氧，可以通过把探针伸入过程流体中测量，然而只有很少一部分分析技术如此简单。大多数分析技术要求把待分析物质样本导入设备，这样可以进行更加复杂的分析试验。事实上分析有一系列的操作，样本从过程流体中萃取并被检测，这就像手工把样本取到实验室分析一样。这个过程是自动实现的并且每隔适当时间间隔就进行一次，设计管道让样本流入分析仪是另一种办法（请参考Control Engineering七月刊）。在一些情况下，为了降低成本，只要能解决不同过程量的采取问题，只用一个设备就可以分析多条过程生产线。每种技术都有它的分析周期，近红外线快到可以连续工作，而气相色谱仪则需要30分钟来完成一次测试。