本发明涉及一种联合测试装置，包括外套管、中心探杆、第一测力传感器、套管和扩张套，外套管的底部设有膨胀膜，膨胀膜的自由端轴向封堵有锥头，中心探杆轴向固定在外套管内，且中心探杆的一端与锥头连接固定，中心探杆的另一端设有联轴器，第一测力传感器、套管和扩张套依次穿设在中心探杆上，第一测力传感器与地面端信号连接，且第一测力传感器的外周与外套管的内侧壁贴合，套管的一端与第一测力传感器连接，套管的另一端与扩张套连接，扩张套沿周向间隔铰接有多个连杆，膨胀膜内环向设置有多个能够径向移动的弧形扩张片，多个弧形扩张片围构形成圆筒结构，多个连杆和多个弧形扩张片一一对应地铰接。该装置能够在海洋环境中进行精确旁压扩张测试。