针对国际标准规定的几何形状下微小尺寸音速喷嘴加工的困难，探讨应用MEMS技术加工的方形截面喷嘴进行微小流量测试的可能性，重点考察几何形状的差异所造成喷嘴流动特性的改变和相关测试技术的特性。论文具体对微米、毫米量级不同截面形状喷嘴内流场进行系统的数值模拟计算，发现方形截面微小喷嘴流出系数明显小于对应圆形截面，主要原因在于方形截面微小喷嘴喉部流动特性的差异，即喉部截面内只能是小范围能达到当地声速，而不是圆形截面喷嘴喉部界面大部分区域能达到声速，从而使其流出系数较后者明显减小。

正压法音速喷嘴气体流量标准装置由于能提供尽量接近使用工况的校准条件，近年得到了广泛的应用。但由于其前端采用空压机供气，系统压力不易控制。本文提供了一种解决系统压力波动和控制系统压力的方法。该方法采用稳压装置前加带反馈的流量调节阀。改造后系统压力可以得到很好的控制。

我院现有负压法音速喷嘴装置1套．正吹法钟罩式气体流量装置4套．在日常检定过程中存在局限性．即对于压力损失较大的流量计无法检定。正压法音速喷嘴气体流量装置可解决这一问题．但建立正压法音速喷嘴气体流量装置投资巨大．能源消耗量也大．保养维护需要大量资金。考虑我院现有0．1级、0．2级的（20～2000）L钟罩5套．提出建立高压进气法钟罩式气体流量标准装置。关于该方法国内文献未见报道。

负压音速喷嘴法气体流量标准装置作为标准表法流量标准装置。以其结构简单、无可动部件、准确度高、性能稳定等特点广泛应用于气体流量计的检定、校准工作中。据不完全统计．我国已建立该类装置50余套，已经成为气体流量量值传递的主要标准之一。但要使其成为计量标准的前提条件是：装置各个喷嘴使用时必须达到临界流状态．即达到临界背压比。针对负压法装置前压为大气压．

研究了应用虚拟仪器技术，结合音速喷嘴测量标定原理设计高精度气体流量自动标定系统的原理及软硬件结构。分析了系统的精度及不同数字滤波方案对系统性能的影响。试验证明，该方案具有成本低、精度高、自动化等特点，具有一定的参考价值。

各种流量计从研制到使用，必须对其特性进行研究，对其标称的流量性能进行试验，并给出试验结果。这些试验研究工作都需要在流量标准装置上进行。因此，流量标准装置的不确定度直接关系到试验结果的水平，对其研究是非常必要的。用临界流文丘利喷嘴做为流量标准，用比较法原理对流量计进行检定和校准，音速喷嘴法气体流量标准装置可对各种气体流量计的检测和校准，并对其检定和校准结果的不确定度进行评定。

建设流量标准装置是进行计量检定的基础工作,本文对当前的气体流量标准装置进行了分析比较,介绍采用音速喷嘴建设气体流量标准装置的理由和应用中的一些问题.

阐述以音速喷嘴为标准表的新型家用燃气表校验装置的组成及工作原理，在大量试验的基础上，得出不同台位之间的差异，并将音速喷嘴式燃气表校验装置检测结果与钟罩式气体流量标准装置进行了比较，最后对装置测量不确定度进行粗略的评析。

以满足ISO 9300规定的圆环形喉部喷嘴为基础,设计了没有扩散段、极短扩散段及扩散段长度为喉径共3种不同扩散段形状的喷嘴,采用数值模拟的方法对喉径为13.7 mm和30 mm的喷嘴进行了模拟计算。将模拟计算结果与经验公式及试验结果作了对比,验证了模拟计算结果的可信性。又以30 mm喉径喷嘴的模拟计算结果为基础,对不同扩散段形状喷嘴流出系数间存在差异的原因进行了分析。发现与密度场相比,速度场的分布对流出系数的大小起了更加重要的决定性作用;临界流的等效直径与流出系数正相关。

音速喷嘴是气体流量标准装置中最常用的标准流量计,喷嘴临界背压比直接关系到装置的准确度,喉部雷诺数低于2×105的喷嘴需要进行临界背压比测试。建立了一套基于喷嘴串联方法的临界背压比测试系统,将不易准确测量的质量流量转换为较易准确测量的压力,实现了临界背压比的准确高效测量。研究表明,低喉部雷诺数喷嘴临界背压比小于其设计值,且喉部雷诺数越小,临界背压比越低;另外可能出现一种＂非临界状态提前＂现象,引起临界背压比的进一步降低,且降低程度与喷嘴加工水平有关,更加说明了临界背压比测试的必要性。