本发明公开了一种基于时分割技术的精密误差测量系统及方法，属于精密测量技术领域。本发明系统包括：电压源，输出电压信号；精密差压信号提取单元，检测经过被测电压互感器的电压信号，输出差压信号；多盘感应分压器，检测经过标准电压互感器的电压信号，输出标准信号；时分割采样单元，对所述差压信号以及标准信号进行时分割采样处理后传输至采集卡；上位机，获取被测电压互感器的误差值。本发明消除了由于采样通道不同引入的附加误差，提高了直采式数字化误差测量的精度，同时本发明方法对于精密测量比率量值的有很好的技术借鉴作用。