为了同时确定监测结构的位移大小和方向，提出了一种基于光纤光栅组合的大量程、结构简单的机械传感装置。该传感装置以U型不锈钢结构组合光纤光栅为核心传感单元，以杠杆杆件来传递位移，测点位移大小和方向可以通过杠杆杆件两侧的U型不锈钢结构上的光纤光栅波长漂移计算得出。开展了传感装置6组辅助结构（核心传感单元）的标定试验，结果表明所有传感单元均具有较高的线性度，测量范围为0~140 mm，灵敏度为4.362 pm/mm，迟滞性误差为3.25%，重复性误差为6.62%。将传感装置用于室内堆积体边坡模型试验中，研究它们在土体连续滑动变形过程中的监测性能，并与粒子图像测速技术测量的土体位移变化进行比较，两种技术数据上呈现出较好的一致性、吻合度较高，表明所研发的光纤光栅矢量位移测量传感装置能够准确捕获坡面矢量变形，在智能监控领域有广阔的应用前景。

结构监测系统的计量性能是结构安全状态评估的关键。针对在役结构监测系统长期、连续使用过程中的在线性能评价难题，依托光纤式结构应变监测系统的数据分析试验，提出了基于序列特征分析的结构监测系统性能评价方法。该方法以参考系统建立测量数据的动态比较基准，通过自然激励条件下的匹配数据序列的结构特征分析，建立性能评价模型。针对不同形态、尺度数据序列的匹配难题，提出了基于字符化表征的匹配方法。现场试验验证表明：该方法具备多尺度、大范围数据序列匹配的适应性，所提评价指标对于不同样本的计算偏差不大于±1%，具有监测系统长期量化评价的实用性。