本申请公开了一种互感器在线自校准的测试装置和方法，用于校准具有N个二次绕组的待测互感器，测试装置包括M对绕组接头、线路切换模块、直接取样模块、测差取样模块和处理模块；绕组接头均通过线路切换模块与直接取样模块和测差取样模块相连，N对绕组接头各连接一二次绕组，使直接取样模块或测差取样模块获取到各个二次绕组的电特性信号；处理模块的一端与直接取样模块、测差取样模块均相连，另一端与线路切换模块相连，被配置为根据多个不同的二次绕组的电特性信号，控制线路切换模块导通与直接取样模块或测差取样模块相连的各个二次绕组，并计算得到任意不同的两个二次绕组之间的误差。本申请能够实现互感器在运行中的绕组误差的实时监控。