由于音速喷嘴具有测量准确、价格低廉及长期稳定性好等诸多优良特性,因此音速喷嘴常作为气体流量标准装置中的标准表,用以对其他气体流量计进行量值传递。随着微小气体流量计量的不断发展,微小音速喷嘴得到了越来越广泛的应用。临界背压比作为音速喷嘴应用的前提,现行国际标准ISO 9300中建议当音速喷嘴喉部雷诺数Re_d(27)2′10~5时,保持0.25的临界背压比,或进行临界背压比的实际测试。因此,对于低雷诺数下微小音速喷嘴临界背压比的研究具有重要意义。本文研究工作主要集中在以下几个方面:(1)采用数值模拟技术,利用Fluent软件,分别对两组微小喉径音速喷嘴进行数值模拟计算,分析其内部流场的差异,重点对喉径及入口段直径对临界背压比的影响进行了研究。(2)建立一套微小音速喷嘴临界背压比测试装置,完成测试系统的总体设计。硬件机械结构设计部分包括:通过流量核算,确定孔板流量计的尺寸;完成整流蜂窝器的结构、尺寸以及夹持方式的设计;完成实验管段的尺寸设计并确定取温、取压孔的位置;设计加工音速喷嘴的夹持装置。软件部分包括:完成软件流程图的总体设计,采用基于LabVIEW软件平台的上位机监测方式及数据采集系统,完成软件调试工作。(3)在完成测试系统的搭建及装置漏气率实验的基础上,完成实验系统的不确定度分析,其扩展不确定度为0.56%(k=2)。在八种不同的上游条件完成7块微小音速喷嘴临界背压的实际测试,分析上游安装条件和几何尺寸对微小音速喷嘴临界背压比的影响。