数值仿真是研究流量测量仪表的重要手段。数值仿真与实流流场的一致性一直是该领域科研人员不懈努力追求的目标。实流流场信息的获得，必须依靠先进的流场观测技术。粒子图像测速技术（PIV）是近些年出现的一种流场观测新技术。很多科研人员将数值仿真与PIV实验观测相结合，在验证数值仿真与实流流场一致性的同时，进一步揭示流场内部流动机理。本论文将数值仿真、PIV实验观测和流量测量实验相结合，以楔形流量传感器流场为平台，提高了数值仿真准确性，揭示了流场流动细节特征。基于混合层流动的简化湍流模型，对雷诺应力封闭方程进行了研究。将湍流模型中的参数a1与分离流动物理机理联系起来，得到参数a1对仿真结果的影响。以3种分离流场为例，验证理论分析结论。基于非线性涡黏性理论，利用FLUENT软件中的UDF技术，对湍流模型经验参数进行优化。通过PIV实验观测，得到流场流线图、回流区长度、涡心位置、回流区边界等流场时均流动信息。获得流场统计量平均结果。通过分析流场数据，获得流场瞬态流动情况，揭示楔形流量传感器流场中楔形下游涡旋脱落、发展和消失的全过程。将PIV实验结果与数值仿真结果进行对比，优化湍流模型参数a1的设置，使流场回流区长度的数值仿真结果与实流流场更符合。将数值仿真与PIV实验相结合。对5种截面的楔形流量传感器流场进行数值仿真计算，与PIV实验结果进行对比，得到不同湍流模型对流场仿真的影响；分析了参数变化对数值仿真的影响。通过数值仿真，弥补PIV实验观测的局限性，详细说明楔形下游流向二次涡流动对回流的影响。通过对比数值仿真和PIV实验观测的流线图，说明参数修正对数值仿真的重要性。基于数值仿真和PIV实验观测结果，提出7种楔形流量传感器，并进行流量测量研究。得到流出系数、重复性等流量测量性能参数。综合比较数值仿真结果、PIV实验观测结果和流量测量实验结果，验证数值仿真和PIV实验观测对流量测量结果预测的一致性。得到一种线性度和重复性均较好的楔形阻流件截面形状。基于流场分析，通过数值仿真和流量测量实验，对楔形下游几个取压位置的测量性能进行了研究，得到了测量性能最佳的下游取压位置。将数值仿真、PIV实验观测和流量测量实验三种技术结合应用于流量传感器研究的方法，可以拓展到其它类型的流量传感器的设计和研究中去。