可程式恒温恒湿试验箱是一种用于模拟复杂温度、湿度环境的实验设备，广泛应用于电子、汽车、材料、医药等行业的产品可靠性测试。其工作原理主要基于以下核心系统和控制逻辑：

1. 核心系统组成

（1）制冷系统

• 压缩机制冷：采用机械式压缩机制冷（如涡旋/活塞压缩机），通过制冷剂（如R404A）的循环吸热降温，实现低温环境（通常可达-70℃甚至更低）。

• 分级制冷：深低温机型可能采用复叠式制冷（两级压缩），提升制冷效率。

（2）加热系统

• 电热丝/PTC加热：通过电阻加热快速升温，配合PID算法精准控温（温度范围可达+150℃以上）。

（3）加湿系统

• 蒸汽加湿：电热管加热蒸馏水产生蒸汽，或通过超声波雾化加湿（湿度范围通常20%~98%RH）。

• 控制逻辑：湿度传感器反馈信号，调节加湿量以避免过冲。

（4）除湿系统

• 冷冻除湿：通过蒸发器冷凝空气中的水分，再通过排水管排出。

• 干燥气体置换（可选）：注入干燥氮气加速除湿。

（5）空气循环系统

• 离心风机+风道设计：强制气流循环，确保箱内温湿度均匀性（±1℃/±2%RH以内）。

2. 工作流程

1. 参数设定：用户通过触摸屏或软件编程（如步进式、斜率式温湿度曲线）。

2. 传感器反馈：PT100温度传感器/电容式湿度传感器实时监测箱内状态。

3. PID调节：

• 温度控制：比较设定值与实测值，动态调节制冷/加热功率。

• 湿度控制：通过加湿/除湿动作平衡露点温度与目标湿度。

4. 稳定维持：通过风道匀流和闭环控制保持长期稳定性。

3. 特殊技术

• 快速变温：采用液氮辅助制冷或大功率加热实现非线性温变（如15℃/min）。

• 防结露设计：加热玻璃门或氮气 purge 功能，防止高湿测试时冷凝。

• 多段编程：支持循环测试（如温度冲击试验中高低温交替）。

4. 安全保护机制

• 双重过温保护：独立温控器与软件超温报警。

• 制冷系统高压保护：防止压缩机过载。

• 低水位切断：加湿水箱缺水时自动停止加热。