恒温恒湿箱由制冷系统，加热系统，控制系统，温度系统空气循环系统，和传感器系统等组成，上述系统分属电气和机械制冷两大方面。

湿度表示的方法很多，就试验设备而言，通常用相对湿度这一概念描述湿度。相对湿度的定义是指空气中水汽分压力与该温度下水的饱和汽压之比。水汽的饱和压力只是温度的函数，与水汽的空气压力无关。

恒温恒湿箱湿度系统分为加湿和除湿两个子系统。

加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，起初的加湿方式就是向恒温恒湿箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面，在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加进水汽压使试验箱中相对湿度升高，这一方法出现在上世纪五十年代。随着湿热试验由恒定湿热向交变湿热发展，要求有较快的加湿反应能力，喷淋加湿已不能满足要求时，蒸汽加湿和浅水盘加湿方法开始大量被采用并得到发展。

恒温恒湿箱的加湿方式一般采用蒸汽加湿法，即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力好，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。　　 恒温恒湿箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥器除湿。机械制冷除湿的除湿原理是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。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥器进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。

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