恒溫恒濕試驗(yàn)箱由制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)六個部分組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。

幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程如下：

1、制冷系統(tǒng)：

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的制冷系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的重要組成部分之一。 

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的制冷方式包括機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷，機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮方式制冷，主要由壓縮機(jī)，冷凝器，節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器幾個主要部分來實(shí)現(xiàn)，由于試驗(yàn)環(huán)境的溫度低溫要求通常需要達(dá)到-55℃以下，單級制冷難以滿足要求，因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個相對獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象(試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-80-150℃，制冷過程如下：

制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了的功使排氣溫度升高，之后制冷劑經(jīng)冷凝器等溫地和四周介質(zhì)進(jìn)行熱交換將熱量傳給四周介質(zhì)。后制冷劑經(jīng)截流閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。zui后制冷劑通過蒸發(fā)器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。此循環(huán)周而復(fù)始從而達(dá)到降溫之目的。 

2、加熱系統(tǒng)：

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言，是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于恒溫恒濕試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大，因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。   

3、控制系統(tǒng)：

控制系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的核心控制部分，它決定了恒溫恒濕試驗(yàn)箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)。現(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。

由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現(xiàn)問題。 

4、濕度系統(tǒng)：

恒溫恒濕箱的濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗(yàn)空間加濕.這種加濕方法加濕能力，速度快，加濕控制靈敏,尤其在降溫時可以輕易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。恒溫恒濕試驗(yàn)箱的除濕方式有兩種：機(jī)械制冷除濕和干燥除濕。機(jī)械制冷除濕的除濕原理是將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使大于飽和含濕量的水汽凝聚析出,這樣就降低了濕度。

干燥器除濕是利用氣泵將恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣抽出，并將干燥的空氣注入，同時將濕空氣送入可循環(huán)利用的干燥室內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥完后又送入試驗(yàn)箱內(nèi)，如此反復(fù)循環(huán)進(jìn)行除濕。

現(xiàn)在大部分恒溫恒濕試驗(yàn)箱采用機(jī)械制冷除濕方式，而干燥除濕方式，可以使露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃以下。適用于有非凡要求的場合，但價格較貴。

5、傳感器系統(tǒng)：

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的傳感器主要是溫度和濕度傳感器。

溫度傳感器應(yīng)用較多的是鉑電組和熱電偶。濕度的測量方法有兩種：干濕球溫度計法和固態(tài)電子式傳感器直接測量法。

6、空氣循環(huán)系統(tǒng)：

恒溫恒濕試驗(yàn)箱的空氣循環(huán)系統(tǒng)一般有離心式風(fēng)扇和驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)構(gòu)成。它提供了恒溫恒濕試驗(yàn)箱內(nèi)空氣的循環(huán)。