高低溫濕熱試驗箱溫濕度控制核心：從 PID 算法到傳感器校準的全技術鏈解析

來源：廣東皓天檢測儀器有限公司 2025年06月27日 11:00

PID 算法：動態調控的 “智慧中樞”

PID 算法通過比例（P）、積分（I）、微分（D）三個環節實現動態平衡。以溫度控制為例，當試驗箱需從 25℃升溫至 80℃時，比例環節會根據當前溫度與目標值的偏差，以最大輸出功率快速升溫；隨著溫度接近設定值，積分環節逐步修正累積誤差，防止溫度過沖；微分環節則根據升溫速率提前預判，在距離目標值 1-2℃時自動降低加熱功率。在濕度控制中，PID 算法同樣發揮關鍵作用，通過控制蒸汽發生器或除濕風機的啟停，將濕度波動控制在 ±2% RH 以內。如在航空航天材料耐濕熱測試中，某型號試驗箱借助 PID 算法，在 72 小時連續運行中實現溫度波動 ±0.3℃，保障測試數據的可靠性。

傳感器：環境感知的 “神經末梢”

傳感器作為試驗箱的感知元件，直接影響控制精度。溫度傳感器通常采用 Pt100 鉑電阻或 K 型熱電偶，前者在 - 200℃至 650℃范圍內具備 ±0.1℃的高精度，常用于芯片老化測試；后者響應速度 < 0.5 秒，適用于模擬溫度驟變的工況。濕度傳感器方面，電容式高分子傳感器憑借 0.1% RH 的分辨率，可實時監測試驗箱內濕度變化。在新能源電池熱失控測試中，高精度傳感器能捕捉到箱內 0.1℃的溫度躍升和 1% RH 的濕度變化，為 PID 算法提供精準數據支撐。

校準技術：精度保障的 “最后防線”

傳感器在長期使用后會出現零點漂移和靈敏度衰減，校準成為維持精度的關鍵。常用的兩點校準法通過在 0℃和 100℃標準環境下調整傳感器輸出，修正線性誤差；多點校準則針對全量程進行補償，確保在 - 70℃至 150℃區間內誤差 <±0.5℃。對于濕度傳感器，需在飽和鹽溶液（如飽和對應 90% RH）構建的標準濕度環境中進行校準。某電子企業通過每月一次傳感器校準，使試驗箱在連續 12 個月運行中，溫濕度測量誤差始終控制在 ±0.3℃和 ±1.5% RH 以內，顯著提升產品環境測試的一致性。

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