本发明属于叶轮机内流光学测量技术领域，公开了一种叶轮机内流激光多普勒同轴测量装置及其调试和试验方法。测量装置包括圆周方向位移组件、半径方向位移组件、轴线方向位移组件与可调支撑底座。圆周方向位移组件实现了叶轮机内流的LDA同轴测量；半径方向位移组件实现了LDA测点沿半径方向的位置调整；轴向位移组件实现了LDA测点沿轴线方向的位置调整；三个位移组件的步进电机的刹车功能实现了LDA测量探头驻点数据采集及断电保持功能。能够测量被测叶轮机轴线各个位置截面与不同叶片高度截面的速度场分布信息，不受叶轮机自身结构振动干扰，具有工程实用价值。