恒温恒湿试验箱模拟环境的核心，在于通过集成化的制冷、加热、加湿、除湿及空气循环系统，在一个密闭空间内精确地创造并维持一个温度与湿度参数独立可控且均匀稳定的气候条件。其工作原理本质上是对自然界复杂气候变量的解耦、精确重构与程序化控制。
具体实现过程如下：
1. 温度模拟与控制：
这是通过制冷系统与加热系统的协同或独立工作来实现的。
降温过程：当需要低于室温或极低温度时，压缩机制冷系统启动。制冷剂在蒸发器（通常位于箱内循环风道中）内蒸发吸热，强力冷却流经的空气。被冷却的空气由循环风机强制吹入工作室，吸收样品和箱体的热量后，再返回蒸发器被冷却，如此循环，使箱内温度下降并稳定在设定值。升温过程：当需要高温时，内置的电加热器启动，对循环气流进行加热，再由风机将热空气均匀送入工作室。控制逻辑：高精度的铂电阻（Pt100）温度传感器实时监测工作室内的实际温度，并将信号反馈给控制器。控制器（如PLC或专用温控仪）将测量值与用户设定值进行比较，通过PID（比例-积分-微分）或更优先的算法，动态调节压缩机、加热器的输出功率（如采用PWM调节），甚至控制辅助部件（如蒸发器旁通阀）的开度，实现对温度的快速、平稳、精准控制，将波动度降至较低。
2. 湿度模拟与控制：
湿度控制更为复杂，实质是控制箱内空气中水蒸气的含量（湿度），通常以相对湿度（RH%）来设定和显示。它通过加湿与除湿两个对立过程的平衡来实现。
加湿过程：常见方式包括蒸汽加湿（将水加热产生纯净蒸汽注入气流）和超声波加湿（高频振荡将水雾化为微米级冷雾）。加湿系统根据控制器指令，米兰向循环空气中注入水蒸气。除湿过程：主要依靠制冷除湿。当需要降低湿度时，系统通过控制，使蒸发器表面温度降低到低于箱内空气的露点温度。当潮湿空气流经低温的蒸发器翅片时，其中的水蒸气便会冷凝成水析出，汇集后排出箱外，从而降低空气的湿度。控制逻辑：湿度传感器（通常为电容式高分子薄膜传感器）实时监测。控制器综合处理温度与湿度信号，因为相对湿度与温度密切相关。例如，当需要恒定湿度而温度正在上升时，系统需同步计算并增加加湿量，以补偿因温度升高导致的相对湿度自然下降。通过精准联动控制加湿器启停和制冷除湿强度，实现湿度的稳定。
{jz:field.toptypename/}3. 保障均匀性与真实性的关键设计：
空气循环系统：设计合理的风道（通常为顶部送风、底部回风）和强大的离心风机，确保被调节后的空气能以一定风速均匀地流过工作室各个角落，较大限度减少空间内的温度梯度与湿度分层。箱体结构：高品质的保温层（如聚氨酯发泡）有效隔绝外部环境干扰；密封良好的门防止泄漏；内胆使用耐腐蚀的不锈钢材料，以应对各种温湿度条件。
总结而言，恒温恒湿试验箱的模拟能力，是其作为一套精密“气候再造”设备的体现。它并非简单复现自然，而是通过解耦控制，能够创造出自然界中可能不常见但测试所需的、高度稳定或按预设程序快速变化的温湿度条件。这使得研究人员和工程师能够在实验室中，以可重复、可追溯的方式，高效评估产品、材料或生物样本在特定或恶劣气候环境下的性能、可靠性与耐久性。
