本发明提出了一种聚合物弧形薄板表面内应力的测定装置及使用方法，测定装置包括两个竖向平行的活动梁，活动梁的上端转动设置有大旋转臂，下端设置有行走轮，两个活动梁的上端之间设置有手持臂，两个大旋转臂对向设置，大旋转臂的自由端转动设置有向下的中支撑臂，中支撑臂的下端转动设置有小支撑臂，小支撑臂的自由端设置有超声波探头。本发明可以快速准确的测量不同聚合物异形弧面制品表面内应力，对聚合物制品表面内应力进行无损检测。