瞬态平面热源(Transient Plane Source,TPS)法是导热系数瞬态测量方法中的一个重要分支,自提出后就成为了相关领域的研究热点。TPS探头是瞬态平面热源法测量过程中使用的核心元件,针对探头的测量技术进行研究具有十分重要的意义。目前,对于满足国际标准推荐的大尺寸探头(半径不小于6.4mm),其测量理论经过不断完善,已经能够实现对大范围内不同类型的样品进行测量,并且具有较高的准确度。但在实际工程应用中,对小尺寸样品的测量需求越来越明显,由于小尺寸探头是解决小样品测量问题的关键,因此有必要对小尺寸探头测量过程中存在的诸多技术问题开展深入的探讨。基于此,本文旨在从测量原理、误差来源、软件算法及电子系统等方面对小尺寸探头的测量技术进行研究,完成的主要工作有:1、阐述了几种应用较为广泛的导热系数瞬态测量方法,介绍了TPS探头的基本结构和研究现状,提出了本课题的研究目的及主要内容。2、结合热传导定义及固体导热的基本理论,推导了TPS法测量材料导热系数的计算公式,明确了小尺寸探头测量参数的设置原则,并对温升模型中的时间函数进行了简化。3、分析了小尺寸探头测量过程中的误差来源,包括探头引线热损失、探头热容损失、绝缘层接触热阻损失及功率损失。设计了三种不同规格的小尺寸探头,通过开展大量对比实验,评价了小尺寸探头测量结果的重复性和准确度,并对测量结果中存在的误差进行了修正。4、在使用TPS测试软件开展测量实验时,发现软件中还存在诸多漏洞和不足,针对软件中存在的技术问题,详细描述了测试软件的升级方案。5、以ADuCM360为核心处理器开发了新一代TPS电子系统,详细描述了电子系统的硬件模块,并对相应的软件程序进行了设计。