本发明提供了一种连续缠绕碳纤维束丝拉伸性能的制样装置和制样方法。该装置包含一个缠绕架和一个拉伸式的固化架；缠绕架为长方形，缠绕架的一端是可移动的动缠绕辊，另一端是固定的定缠绕辊；动缠绕辊和定缠绕辊的轴向是平直的圆辊或带等间距平槽的圆辊；拉伸固化架顶面设置有带拉伸弹簧的横梁；底面设置有定位槽。制样中，将碳纤维丝束缠绕在动、定缠绕辊上，并将动缠绕辊挂在拉伸固化架的顶面的拉伸弹簧上，定缠绕辊固定在定位槽中，使拉伸固化架上拉伸弹簧受力。本发明解决了固化时的形变现象，为大生产提供了低成本、高效率的碳纤维束丝强伸性能表征试样的制样方法，提高了大K数碳纤维束丝力学性能测试制样的效率。