本发明涉及一种高精度日照传感器及其测量方法，其包括同轴安装的第一光电管、第二光电管及第三光电管；遮光筒上设有上部入射窗及下部入射窗；所述上部入射窗均匀对称地分布于遮光筒的上部，下部入射窗均匀对称地分布于遮光筒的下部，上部入射窗包含的窗口数量与下部入射窗包含的窗口数量一致，上部入射窗内的窗口与下部入射窗内的窗口在遮光筒上交错分布，以使得第二光电管通过上部入射窗接收到的散射辐射与第三光电管通过下部入射窗接收到的散射辐射均匀一致。本发明能够有效地改善对太阳直接辐射的测量准确性，从而提高日照时数的测量精度，尤其是能较大程度的改善多云和半阴天气象条件下的日照时数测量精度，适应范围广，安全可靠。