可程式恒溫恒濕試驗箱是一種用于模擬復雜溫度、濕度環境的實驗設備，廣泛應用于電子、汽車、材料、醫藥等行業的產品可靠性測試。其工作原理主要基于以下核心系統和控制邏輯：

1. 核心系統組成

（1）制冷系統

• 壓縮機制冷：采用機械式壓縮機制冷（如渦旋/活塞壓縮機），通過制冷劑（如R404A）的循環吸熱降溫，實現低溫環境（通常可達-70℃甚至更低）。

• 分級制冷：深低溫機型可能采用復疊式制冷（兩級壓縮），提升制冷效率。

（2）加熱系統

• 電熱絲/PTC加熱：通過電阻加熱快速升溫，配合PID算法精準控溫（溫度范圍可達+150℃以上）。

（3）加濕系統

• 蒸汽加濕：電熱管加熱蒸餾水產生蒸汽，或通過超聲波霧化加濕（濕度范圍通常20%~98%RH）。

• 控制邏輯：濕度傳感器反饋信號，調節加濕量以避免過沖。

（4）除濕系統

• 冷凍除濕：通過蒸發器冷凝空氣中的水分，再通過排水管排出。

• 干燥氣體置換（可選）：注入干燥氮氣加速除濕。

（5）空氣循環系統

• 離心風機+風道設計：強制氣流循環，確保箱內溫濕度均勻性（±1℃/±2%RH以內）。

2. 工作流程

1. 參數設定：用戶通過觸摸屏或軟件編程（如步進式、斜率式溫濕度曲線）。

2. 傳感器反饋：PT100溫度傳感器/電容式濕度傳感器實時監測箱內狀態。

3. PID調節：

• 溫度控制：比較設定值與實測值，動態調節制冷/加熱功率。

• 濕度控制：通過加濕/除濕動作平衡露點溫度與目標濕度。

4. 穩定維持：通過風道勻流和閉環控制保持長期穩定性。

3. 特殊技術

• 快速變溫：采用液氮輔助制冷或大功率加熱實現非線性溫變（如15℃/min）。

• 防結露設計：加熱玻璃門或氮氣 purge 功能，防止高濕測試時冷凝。

• 多段編程：支持循環測試（如溫度沖擊試驗中高低溫交替）。

4. 安全保護機制

• 雙重過溫保護：獨立溫控器與軟件超溫報警。

• 制冷系統高壓保護：防止壓縮機過載。

• 低水位切斷：加濕水箱缺水時自動停止加熱。