示功图是分析、诊断采油井工况与采油设备工作性能的一种有效手段,目前采油井示功图测量技术主要是通过在悬绳器上安装载荷传感器和在游梁中轴承处安装角位移传感器进行有缆在线监测,也称为光杆示功图。随着技术的发展,传统的监测方法已经不再适用,新一代方法更容易安装、更快速,并且更具有可靠性。此外,新的方法能够更好地应对井下的复杂工况,并减少杆管摩擦、液柱载荷、振动载荷等影响。通过改进传统的方法,能够提高量油准确率和工况诊断率。为此,本文研制出一种柱塞泵分析仪,它能够准确地检测出深井泵的实时运行情况,并且能够为深井泵的诊断和分析提供有价值的数据,同时也能够为采油井的功图量油技术提供可靠的参考。本文的研究内容及成果主要分为3大部分,具体如下:（1）分析了有杆抽油系统的结构组成、工作原理、悬点的运动和载荷变化规律以及光杆功图和泵功图的量油技术原理,并在功能需求分析的基础上,确定了柱塞泵分析仪的总体软硬件设计方案。（2）设计了柱塞泵分析仪的机械结构,并对关键零件和整体进行了三维建模,结合ANSYS Workbench进行了结构强度和密封性能的校核计算,保障了结构的安全性和密封性;设计了一种基于嵌入式的双通道数据采集系统,采用MEGAL16微控制器作为主控芯片,基于该芯片设计信号放大电路、滤波电路、模数转换电路、电平转换电路、射频遥控发射器电路等其他信号处理电路,对载荷和位移数据实时采集并通过RS-232串口将信号读入SC2262芯片编码,无线发射至上位机。（3）基于AVR Studio和Visual Studio 2019集成开发环境,使用C和C++编写了单片机数据采集程序、抽油杆判向程序和上位机软件程序,上位机软件中主要包括人机交互和数据处理、存储和图形化显示等功能模块;最后对样机进行了模拟井和现场井的测试。结果表明,研制的柱塞泵分析仪机械结构更紧凑、强度及密封性能符合要求、采集数据无丢包、信号能够实时采集和存储、功耗低、电池工作时间长、工作稳定、可靠性强、良好的人机交互界面,能准确地反映实际泵功图数据,与井下泵示功图分析仪软件仿真出的图形对比,符合率高达91.6%。