本发明属于核电站汽水系统溶解氧技术领域，具体涉及一种溶解氧传感器试验装置及其试验方法；溶解氧传感器试验装置，包括：仪表流通池、流量调节阀、流量计、表盘式正负压力表、背压调节阀和取样管线接口；所述取样管线接口一端通过不锈钢管与一回路取样系统进行连接，所述取样管线接口另一端通过软管由下至上依次连接流量调节阀、流量计和表盘式正负压力表；所述流量计和表盘式正负压力表之间还连接有仪表流通池；所述仪表流通池的一端还连接有背压调节阀。本发明装置能够模拟溶解氧传感器的各种测量条件，从而确定传感器的最佳工作状态，同时在传感器出现故障时，能够快速判断传感器的工作性能，确定故障根本原因，有效缩短缺陷处理时间。