一、核心原理：四个关键系统的协同工作

其工作原理可以看作一个精密的“环境空调系统”，主要由制冷系统、加热系统、加湿系统和除湿系统四大子系统构成，在智能控制器的统一指挥下协同工作。

1. 温度控制原理

• 加热：采用大功率电热丝（如同一个大型电吹风）对循环空气进行加热，通过调节加热器的通断或功率（PID调节）来精准升温。

• 制冷：这是技术核心。采用机械压缩式制冷循环，核心部件包括压缩机、冷凝器、节流装置（如膨胀阀）和蒸发器。制冷剂在蒸发器内吸收箱内空气的热量并汽化，从而使流经蒸发器的空气被冷却。冷却后的空气被风机送入工作室内，降低箱内温度。

• 控制逻辑：控制器实时比较温度传感器（通常是铂电阻PT100）反馈的实测值与用户设定值。若实测值低于设定值，则启动加热；若实测值高于设定值，则启动制冷。通过高精度的PID算法，实现快速、稳定、波动小的温度控制。

2. 湿度控制原理

• 加湿：最常用的是浅槽式电极加湿或锅炉蒸汽加湿。水被加热产生纯净蒸汽，由风机将蒸汽均匀送入风道，与循环空气混合，增加空气的绝对含湿量，从而提高相对湿度。

• 除湿：这是关键难点。步入式设备主要采用机械制冷除湿。

  • 原理：当潮湿空气流过低温的蒸发器表面时，空气温度会降至其“露点温度”以下，空气中多余的水蒸气会在蒸发器翅片上冷凝成水珠，就像夏天冰镇饮料瓶外结露一样。冷凝水被排出箱外，从而降低了空气的绝对含湿量。

  • 低温低湿的特殊控制：在需要很低湿度（如10%RH以下）或低温高湿时，单纯靠蒸发器除湿可能使温度过低。此时会采用压缩空气辅助除湿​ 或 干燥空气置换法，即向箱内注入经过干燥处理的低露点空气，置换出箱内的潮湿空气。

• 控制逻辑：湿度传感器（通常是电容式高分子薄膜传感器）反馈当前湿度。需要加湿时，启动加湿器；需要除湿时，启动制冷系统（使蒸发器表面温度降低）和/或干燥空气系统。湿度的控制与温度强耦合，因为相对湿度是“在某一温度下”空气含水量的体现，因此控制器需要非常复杂的解耦算法来协调。

二、实现“恒温恒湿”的关键技术

1. 空气循环系统：箱体顶部或后部装有强力离心风机和精心设计的风道。风机驱动箱内空气高速、均匀地流过加热器、蒸发器、加湿器等调温调湿部件，再通过风道和出风口均匀地送回工作室，确保空间内各点的温湿度均匀一致（通常要求±2°C以内，±3%RH以内）。

2. 高精度传感器：采用高精度的PT100温度传感器和电容式湿度传感器，作为控制系统的“眼睛”，实时反馈真实环境。

3. 先进的控制系统：采用PLC或专用多回路控制器，运行精密的PID（比例-积分-微分）控制算法，甚至更先进的模糊控制算法，能提前预测系统惯性，快速响应，减少过冲和波动，实现“恒定”。

4. 良好的保温与密封：箱体采用高强度库板（聚氨酯保温夹芯板），确保良好的隔热性能。门缝采用耐高低温的硅橡胶密封条，防止外部环境干扰和内部能量流失。

三、测试应用逻辑

用户通过控制器设定一个或多个 “温湿度剖面”（如：25°C/50%RH保持4小时 -> 在1小时内升温至60°C/95%RH -> 保持8小时 -> 在2小时内降温至-40°C/...）。设备自动运行，精确复现这个剖面。测试人员可以：

• 观察：产品在温湿度循环或极端条件下是否出现形变、开裂、性能下降。

• 测量：在测试中或测试后，检测产品的电气性能、机械性能、材料属性等是否达标。

• 评估：确定产品的环境适应性、寿命、存储条件等。

总结来说，步入式恒温恒湿试验箱的测试原理是：通过四大子系统对空气进行加热、冷却、加湿、除湿处理，在强大风机的作用下形成均匀、稳定的气流，并利用高精度传感器和智能控制器构成一个闭环反馈系统，从而在大型密闭空间内精确、稳定、可编程地复现自然界或标准规定的各种温湿度环境，为工业产品的可靠性验证提供关键的测试手段。