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探索恒温恒湿试验箱原理：温度与湿度的精密控制技术

信息来源：广东皓天检测仪器有限公司

作者：广东皓天检测仪器有限公司

 发布时间：2025-04-07

 浏览量：1563 次

探索恒温恒湿试验箱原理：温度与湿度的精密控制技术

制热系统工作机制

制热系统一般运用电加热丝或 PTC（正温度系数热敏电阻）加热元件。当试验箱需要升温时，控制系统向加热元件通电。以电加热丝为例，根据焦耳定律，电流通过电阻产生热量，热量通过空气对流扩散至试验箱各个角落，促使箱内空气升温。PTC 加热元件具有正温度系数特性，温度升高时电阻值增大，可自动调节加热功率，避免温度过度上升，实现精准控温。在实际应用中，智能控制系统精确调节加热元件功率，确保试验箱内温度稳定维持在设定值。如在高温老化产品测试中，制热系统能将温度稳定在 120℃，保障测试结果准确可靠。

智能温度调控算法

为实现高精度温度控制，恒温恒湿试验箱采用先进的 PID（比例 - 积分 - 微分）控制算法。该算法依据试验箱内实际温度与设定温度的偏差进行动态调节。比例环节根据温度偏差大小，成比例调节加热或制冷功率，偏差越大，调节作用越强，快速响应温度偏差，促使温度向设定值靠近。积分环节用于消除系统稳态误差，对一段时间内的温度偏差累加计算，并依此调整控制量，随时间推移消除微小温度偏差，使温度稳定在设定值。微分环节监测温度变化速率，预测温度变化趋势，提前调整控制量，防止温度过冲或欠冲。例如，当试验箱内温度接近设定值时，微分环节提前降低加热功率，避免温度过冲；温度下降过快时，微分环节提前加大加热功率，防止温度欠冲。借助这一智能算法，恒温恒湿试验箱温度控制精度可达 ±0.5℃，满足对温度精度严苛的测试需求

制冷循环系统运作

恒温恒湿试验箱的制冷系统多采用压缩式制冷循环，核心部件包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。压缩机将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压气体，提升其温度与压力。高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，与外界空气或冷却水进行热交换，释放热量后冷凝为高压液体。高压液体经膨胀阀节流降压，转变为低温低压的气液混合态，进入蒸发器。在蒸发器内，低温低压的制冷剂迅速吸收试验箱内空气的热量，使空气降温，自身气化为低温低压气体，完成制冷循环，再次被压缩机吸入，持续制冷。例如在电子元器件低温性能测试中，制冷系统能快速将试验箱内温度降至 - 40℃，且长时间运行时，温度波动可控制在极小范围，为测试提供稳定低温环境

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