随着工业智能化的发展,对测量精度要求逐渐提升,而对传感器的标定是实现精准测量的前提。受某船舶工业单位委托研制的端面测温传感器要求有±0.5℃的测温精度,在对其进行标定时,需保证工作区域最大温差低于0.5℃。以往使用的表面温度检定炉存在温度不稳定的问题,因此本文提出采用水冷板来构造温度均匀平面,其温度稳定性好,但目前的水冷板还不满足温度均匀性要求。为分析影响水冷板温度均匀性的因素并优化,本文建立水冷板仿真模型,仿真结果表明表面最大温差为2.45℃,不满足要求。为验证仿真模型可靠性,搭建实验测试平台,实验结果显示表面最大温差为2.04℃,与仿真结果的最大绝对误差为0.99℃,相对误差为1.2%,仿真模型有效。同时,由仿真结果分析发现影响表面温度分布均匀性的主要因素是进出口水温温差及内部流量分布不均。由上述分析结论,本文首先采用外部覆盖保温层减小进出口水温温差方法来提高温度均匀性。仿真结果表明保温层越厚,表面最大温差越小,且当厚度为10mm时,表面最大温差趋于稳定。依据仿真结果进行实验,结果显示覆盖10mm保温层后,水冷板表面最大温差为1.69℃,降低17.16%,证明外覆保温层有效。但此时表面温度均匀性仍不达标,因此提出改变内部结构来进一步提升温度均匀性。仿真研究发现改变进出口布置形式与肋片结构参数可以提升表面温度均匀性。随后基于自适应Kriging响应面进行结构优化,对2种进出口布置形式的水冷板进行单目标优化,结果表明优化后的四进口水冷板满足温度均匀性要求。为进一步在满足温度均匀性的前提下,探寻表面均温最高的水冷板结构,以表面最大温差最小与均温最高为目标函数,对四进口水冷板结构进行优化。对比单目标优化结果发现,多目标优化后的水冷板在满足温度均匀性同时,表面均温提高1.1℃。对多目标优化后的水冷板结构进行实验验证,结果表明优化后的水冷板表面最大温差为0.48℃,满足要求,验证结构优化方法有效。