恒溫控制機電路由溫度傳感器、差分放大器、矩形波發生器、脈寬調制器、執行和電源等部分電路組成。
溫度傳感器采用兩只硅開關二極管VD1和VD2串聯后代用。VD1和VD2與電阻器R1、R3、R4等組成測溫電橋。四運算放大集成電路IC1內部的比較放大器D2作為差分放大器，D1作為緩沖隔離放大器，D3作為矩形波發生器（也稱三角波形成電路），D4作為脈寬調制器。
接通電源開關SA后，交流220V電壓經R10降壓、VD3整流、C3濾波和VD4穩壓后，產生+12V電壓，作為IC1的工作電壓，+12V電壓還經IC2穩壓成+5V電壓，為測溫電橋提供工作電壓，晶閘管VS作為執行部件，控制著加熱器EH的工作。
由IC1內部D3和其外圍元件組成的矩形波振蕩器，產生的矩形波信號，從IC1的8腳輸出，經電阻器R9和電容器C2處理成三角波信號后，再從IC1的12腳（D4的正相輸入端）加入。測溫電橋的輸出信號經IC1內D2放大后，從IC1的7腳輸出后，再加入IC1的13腳（D4的反相輸入端）。
IC1的14腳（脈沖調制器的輸出端）輸出矩形波脈沖電壓，其脈沖寬度受7腳輸出電壓的調制，當IC1的13腳電壓低于12腳電壓時，IC1的14腳輸出高電平，使晶閘管VS導通，加熱器EH通電工作，同時發光二極管VD5點亮，指示恒溫箱正處于加熱狀態，當IC1的13腳電壓高于12腳電壓時，IC1的14腳輸出低電平，使VS截止，加熱器EH不工作，VD5熄滅。
恒溫控制機采用周期開關控制方式，固定開關的周期，通過控制開關的時間比來控制溫度，當箱內溫度高于控制值時，IC1的第8腳輸出矩形波的脈沖寬度減小，加熱器EH“開”的時間（即通電工作時間）隨之減小，“關”的時間（斷電的時間）變長，使溫度下降；反之，則工作過程相反，EH“開”的時間變長，“關”的時間變短，使溫度升高；由于開、關的周期僅為30s左右，且開、關時間比的改變又是一個漸變的過程，故控溫精度較高，溫度波動小。
