復疊式恒溫恒濕試驗箱對環境溫、濕度的控制以及對工業材料水份值的監測與分析都已成為比較普遍的技術條件之一,但在常規的環境參數中，濕度是難準確測量的一個參數。這是因為測量濕度要比測量溫度復雜得多，溫度是個獨立的被測量，而濕度卻受其他因素大氣壓強、溫度的影響。此外，濕度的校準也是一個難題。
復疊式恒溫恒濕試驗箱由加熱系統，制冷系統，控制系統，溫度系統空氣循環系統，和傳感器系統等組成。
1、加熱系統：加熱系統相對制冷系統而言，是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱系統功率都比較大，而且在試驗箱的底板也設有加熱器。
2、制冷系統：制冷系統是關鍵部分之一。一般來說，制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷，機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機，冷凝器，節流機構和蒸發器組成，由于我們試驗的溫度低溫要達到-55℃，單級制冷難以滿足滿足要求，因此試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷。
3、控制系統：控制系統是試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升溫速率，精度等重要指標。現在試驗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，一般不會出現問題。
4、濕度系統：濕度系統分為加濕和除濕兩個子系統。
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