传感器优化布置作为结构健康监测系统的关键问题之一，对数据采集的有效性有着至关重要的影响。本文总结3种主流传感器优化布置方法和1种混合算法；在基于有效独立法选取初始测点的基础之上，结合序列法的特点，提出2种新的混合算法，揭示以上共6种算法的相互联系，从理论上有效地将两者的优点结合起来。基于MATLAB平台开发传感器优化布置工具箱，提供友好的GUI操作界面，工具箱涵盖4种优化算法和本文提出的2种优化算法，通过一座带悬臂的简支梁验证程序的正确性和实用性，以及2种新的混合算法的适用性，结果验证基于EI法的逐步消减法能够得到满意的优化结果。最后，将本文的成果应用于2座三跨连续刚构桥，结果再次验证基于EI的逐步消减法的实用性，优化算法能够得到满意的结果。同时探讨结构损伤后，基于损伤前和损伤后模态数据的传感器优化布置结果的不同之处，以及引起这些差异的原因，模拟结果证明按照损伤前模态数据得到的传感器优化布置结果具有良好的鲁棒性，对工程应用具有一定的指导意义。