1. 恒温培养箱根据加热方式分类：分为水套式和电热膜式。
1) 水套式是通过对外围包裹的液体层加热后再使内部受热，升温较慢，但能够在较长时间内维持内部的温度恒定，维护样品的稳定培养。
2) 电热膜式则是通过贴在内壁的电热膜直接对箱体加热而使内部受热，加热比较迅速，可在短时间内使内部达到所需温度。
2. 恒温培养箱根据控温方式分类：分为自动恒温调节式（机械式）和计算机智能控制式（程控式）。
1) 自动恒温调节式温控装置多用“金属片式"。即用一种热膨胀系数较大的金属片做成螺旋状。金属片一端固定在箱室内壁，另一端装可活动的触头。常温下两触头闭合。接通电源后箱室内温度升高，固定在此的金属片受热膨胀，弯曲度改变，使另一端的触点离开，切断电路，停止加热，温度下降。降至一定程度。螺旋金属片恢复原状，两触点又接触，接通电路，开始加热，这样电路时通时断，保持箱内恒温。
2) 计算机智能控制式大多采用微电脑PID控制器作为控制单元，热敏元件作为温度计，数字显示设定值和测定值，这样构成一个完整的控制系统。由系统的温度计得到测量温度，控制器做出决定，通过一个输出设备来作出反应，控制器从温度计得到测量结果，然后用设定结果减去测量结果来得到误差，最后用误差来计算出一个对系统的纠正值作为输入结果，这样系统就可以从它的输出结果中消除误差，保证了箱体内温度的稳定性，是培养箱的主流控温方式。
3. 恒温培养箱根据培养环境分类：分为普通培养箱、二氧化碳培养箱、三气/低氧培养箱和厌氧培养箱
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