HS-DR-5导热系数测试仪的核心部件就是超薄膜式探头，探头的材料是由刻蚀后的电热金属镍丝，其结构是由多圈双螺旋构成，同时做为加热和传感器，探头用聚酰亚胺薄膜封装，一方面可以防止电热镍丝被腐蚀，另一方面可以防压保护探头不会变形。在实验时，探头被紧密夹在二块被测样品之间，测量电路是由探头和标准电阻串联，给该电路提供恒定电压，使探头产生热量，温度升高引起探头的电阻变化，根据探头电阻的变化可以精确求出其近表面的温升曲线，再依据温升曲线对传热模型进行拟合，就可求出材料的导热系数和热扩散系数。