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高低溫試驗箱的工作原理很簡單, 該儀器適用于工業產品高、低溫的可靠性試驗。對電子電工、汽車摩托、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研單位等相關產品的零部件及材料在高、低溫（交變）循環變化的情況下，檢驗其各項性能指標。高低溫試驗箱在過程中其實就是一種高溫與低溫制冷(制冷工作原理：制冷循環采用逆卡若循環，該循環出兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成的交變濕熱的循環)，兩種試驗方法都是在高低溫試驗箱的基礎上進行升級拓展，設備主要由箱體、制冷系統、加熱系統、空氣循環系統以及控制系統組成。高低溫試驗箱內部的試驗循環交變是強烈的，所以在使用前要做好一些準備，所以在調節時需要有很多的準備工作，現在的這種情況已經不多見了，而且這種情況往往都在大功率的機器上比較常見。
高低溫試驗箱的具體原理是制冷工作原理是采用逆卡若循環，該循環出兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了的功使排氣溫度升高，之后制冷劑經冷凝器等溫地和四周介質進行熱交換將熱量傳給四周介質。后制冷劑經截流閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。此循環周而復始從而達到降溫的目的。