本发明提供了一种负载条件下纵扭超声振动刀柄振幅测量装置及方法，装置包括装设于机床工作台上的测力仪、安装在测力仪上的基座、安装在基座之上的测量平台、位于测力仪旁侧的激光测振仪、安装在机床主轴上的被测纵扭超声振动刀柄，被测纵扭超声振动刀柄的前端夹持方头棒料。对被测纵扭超声振动刀柄施加负载，激光测振仪所发出的测量激光束经直角棱镜的反射面反射后到达被测纵扭超声振动刀柄前端夹持的方头棒料端面。本发明具有结构设计新颖、便于安装及操作等特点，将亚克力板与不锈钢块分别用于承受轴向负载及径向负载，并通过直角棱镜及激光测振仪的组合，能够测得在不同负载条件下纵扭超声振动刀柄的纵向及扭转振幅。