瞬態(tài)平面熱源法熱常數分析儀的核心部件就是超薄膜式探頭，如下圖2-0所示，探頭的材料是由刻蝕后的電熱金屬鎳絲，其結構是由多圈雙螺旋構成，同時(shí)做為加熱和傳感器，如下圖2-1所示。探頭用聚酰亞胺薄膜封裝，一方面可以防止電熱鎳絲被腐蝕，另一方面可以防壓保護探頭不會(huì )變形。在實(shí)驗時(shí)，探頭被緊密夾在二塊被測樣品之間，測量電路是由探頭和標準電阻串聯(lián)，給該電路提供恒定電壓，使探頭產(chǎn)生熱量，溫度升高引起探頭的電阻變化，根據探頭電阻的變化可以求出其近表面的溫升曲線(xiàn)，再依據溫升曲線(xiàn)對傳熱模型進(jìn)行擬合，就可求出材料的導熱系數和熱擴散系數。探頭的溫度響應受被測材料的熱物性影響，若被測材料的導熱系數比較小，隔熱效果好，熱量不易被傳走，則探頭的溫升比較高；探頭與樣品材料的熱流傳遞情況如下圖2-2所示。

圖2-0 超薄膜式探頭

*，任何導體的電阻在溫度改變時(shí)都是會(huì )發(fā)生變化，如金屬的電阻總是隨溫度的升高而增大，這是因為當溫度升高時(shí)，金屬中分子熱運動(dòng)加劇的結果。當導體電阻為1Ω時(shí)，溫度變化1℃，其電阻變化的數值稱(chēng)為電阻溫度系數。由于可見(jiàn)，溫度對不同物質(zhì)的電阻值均有不同的影晌。

1、電阻溫度換算公式： R2=R1*（T+t2）/（T+t1） R2 = 0.26 x （235 +（-40））/（235 + 20）=0.1988Ω ；計算值 80 。

t1-----繞組溫度

T------電阻溫度常數（銅線(xiàn)取235，鋁線(xiàn)取225）

t2-----換算溫度（75 °C或15 °C）

R1----測量電阻值

R2----換算電阻值。

2、在溫度變化范圍不大時(shí)，純金屬的電阻率隨溫度線(xiàn)性地增大，即ρ=ρ0（1+αt），式中ρ、ρ0分別是t℃和0℃的電阻率 ，α稱(chēng)為電阻的溫度系數。多數金屬的α≈0.4%。 由于α比金屬的線(xiàn)膨脹顯著(zhù)得多（ 溫度升高 1℃ ， 金屬長(cháng)度只膨脹約0.001%） ，在考慮金屬電阻隨溫度變化時(shí) ， 其長(cháng)度 l和截面積S的變化可略，故R = R0 （1+αt），式中和分別是金屬導體在t℃和0℃的電阻。

3、電阻溫度系數表示電阻當溫度改變1度時(shí)，電阻值的相對變化，單位為ppm/℃。有負溫度系數、正溫度系數及在某一特定溫度下電阻只會(huì )發(fā)生突變的臨界溫度系數。當溫度每升高1℃時(shí)，導體電阻的增加值與原來(lái)電阻的比值，叫做電阻溫度系數，它的單位是1代，其計算公式為 α=（R2-R1）/R1（t2--t1） ；式中R1--溫度為t1時(shí)的電阻值，Ω; R2--溫度為t2時(shí)的電阻值。

為了測量探頭表面的溫升曲線(xiàn)，基本的方案是由測試探頭內的電熱金屬線(xiàn)的電阻的變化來(lái)反推出溫度變化。把測量電路簡(jiǎn)單化，測量電路由一個(gè)標準電阻R1 和探頭串聯(lián)組成，測試采集電路如下圖 2-4 所示。 儀器工作時(shí)，給該測試電路加上恒定電壓 E，用高精度電壓信號采集系統測出標準電阻 R1 的電壓值 U1 和探頭二端的電壓 U0，根據歐姆定律可以很快算出探頭的電阻 R(t) ，也就可以得到探頭的電阻變化 ΔR 了，再根據電阻與溫升的關(guān)系可以獲得探頭表面的溫升曲線(xiàn).

圖 2-4 電壓采集電路