恒温恒湿试验机的控制系统可说是整个设备的心脏，掌管着制冷、制热、控湿、循环、控制等大权。
在制冷方面，压缩机是采用进口的压缩机。制冷系统由高温部分和低温部分组成，每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化；低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验机内的空气)吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来，它既是高温部分的冷凝器，也是低温部分的冷凝器。
加热系统采用完全独立的镍铬合金电加热式，电阻率大、电阻温度系数小，在高温下变形小且不易脆化，自身加热温度可达1000～1500℃，使用寿命长。
加湿是恒温恒湿试验箱不同于高低温试验箱的*主要一部分，恒温恒湿试验箱采用外置隔离式，全不锈钢锅炉式浅表面蒸发式加湿器。除湿方式采用机械制冷除湿，将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝结析出，这样就降低了湿度。
送风循环系统：空气循环系统由耐温低噪音空调型电机，多叶式离心风轮构成。它提供了试验机内空气的循环。
控制系统是综合试验箱的核心，它决定了试验机的升温速率，精度等重要指标。试验机的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题。
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