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(1)基于一维平面传热原理，通过对热电堆式热流测量原理的研究，推导出传感器系数的定义式，从理论上探讨了热电堆电镀层对热流传感器性能的影响，设计出了多级热电堆式热流传感器的基本形式；(2)通过实验寻找热电势高的廉金属丝作为热电材料、热阻和强度高的板材作为基板材料，重点研究了多级热电堆式热流传感器的制作方案，利用提高单位面积内的匝数、提高电镀工艺水平、改善布线及封装方式等途径，提高热流传感器的分辨力及准确度；(3)采用防护热板法和热流计法对自制热流传感器进行了标定，获得自制传感器的分辨力和准确度等关键参数，对标定过程中热流的稳定时间、传感器系数与工作温度的关系、导致实验误差的主要因素进行了探索；(4)将自制热流传感器与高精度数字式电位差计、计算机等组合，实现了数据的采集、转换、传输，完成了热流测量仪硬件的组装；开发了一套具有数据接收、处理、分析和输出功能的测试软件，形成了一套完整的多级热电堆型热流测量装置；(5)将自制热流测量仪应用到建筑热工测试等现场，分析了热流传感器粘贴到被测物表面以后对被测表面热流场的影响，在此基础上讨论了测试过程中可能产生的误差及减小误差的主要方法。
研究结果表明：(1)提高多级热电堆型热流传感器性能的主要途径是：选择热电势高的金属作为热电材料，为制备热电堆方便，需选择方便电镀的金属；选择热阻和强度高的材料作为基板材料，厚度需适中；在有效的传感器面积内尽量增加热电堆级数，以使输出热电势更高；电镀层的厚度需通过实验寻找最优化条件；(2)铜、康铜配对组成热电偶热电势高、方便电镀，是热电材料较好的选择；酚醛树脂层压板热阻高、强度高、加工性能好，是热电堆基板的理想材料；(3)在康铜丝上电镀铜这种制备热电堆的方法适合用来制作级数特别高的热电堆；(4)先用雕刻机裁切和刻槽，再手工绕制0.1 mm裸康铜丝，制作出来的康铜线圈能很好满足电镀铜实验制备热电堆的要求；(5)根据单因素实验，综合热电势和表面形态等因素，得出硫酸铜酸性镀铜法制备热电堆的优化工艺条件为电镀时间20min、硫酸铜浓度250g/L、硫酸浓度60g/L、镀液温度36℃、电流密度10A/dm2；对于制备热电堆而言，镀层呈淡红色、晶粒均匀、厚度为21.5μm左右、附着力强时，输出热电势最高；(6)使用HY8006型传感器封装AB胶，在60℃的环境中进行固化封装，是热流传感器封装的最优化条件；(7)经中国测试技术研究院鉴定，自制热流传感器传感器系数为48.44 W/(m2·mV)，测量范围为0.05～9999.00W/m2，测量分辨力为0.05W/m2，相对测量准确度为1.0％，综合测量准确度为3％，性能优于同类热流测量仪。