PID 控制算法由比例（Proportional）、積分（Integral）、微分（Derivative）三個控制環節構成。比例環節依據當前溫度偏差大小，按比例輸出控制量，偏差越大，控制作用越強，能快速響應溫度變化，縮小實際溫度與設定溫度的差距。例如，當試驗箱溫度與設定值偏差較大時，比例環節會迅速加大加熱或制冷功率，讓溫度快速趨近目標值。但僅靠比例控制，溫度接近設定值時易出現靜態誤差，難以達到精度。

在快速溫變試驗箱中，高精度溫度傳感器實時采集箱內溫度數據，并將其反饋給控制系統。控制系統依據 PID 算法對溫度偏差進行分析計算，輸出精確的控制信號，調節加熱、制冷、加濕、除濕等執行機構的工作狀態。例如，當傳感器檢測到溫度低于設定值時，PID 算法經過運算，輸出合適的控制信號，加大加熱模塊功率，同時根據積分和微分環節的計算結果，動態調整加熱強度和持續時間，使溫度平穩上升至設定值，并保持在 ±0.5℃的誤差范圍內。