张衡是如何发明地动仪的？
张衡子平子，南阳(今河南南阳市)人，出身贫寒，靠亲戚朋友的帮助生活。这种艰苦的环境，不仅让张衡明白了劳动人民生活的艰辛，也促使他树立了一种愤然求学的志向。张衡谦虚好学，十几岁就能写出好文章。他十八岁入洛阳国子监后，熟读四书五经，成为一名知识渊博的青年学者。
虽然张衡的见识超过了别人，但他一点也不骄傲，仍然虚心学习别人的长处，进一步丰富自己的见识。汉武帝刘钊听说张衡知识丰富，几次派人请他做官，他都没有去。他经常对别人说:“一个人不应该担心他的地位低，而应该担心他的道德品质不够高尚；一个人不应该担心得到的回报太少，而应该担心自己的知识面不够广泛。“张衡最感兴趣的是研究机械、天文、历法、数学等自然科学。为了解决一个问题，他做了一个仪器，他经常连续几天不停地工作，直到成功。据说张衡用木头做了一只会飞的鸟。这只木制的鸟可以在空中盘旋。只要它的翅膀下垂，它就会飞回原来出发的地方。可惜这种制作木鸟的方法没有流传下来。
汉安帝刘虎听说张衡很有学问，就把他召到朝廷下诏，让他掌管天文历法。
张衡作《太史令》后，因工作需要，制作了一种叫浑象的乐器。
浑象是一种天文仪器，用于观测星辰，确定节气，了解其他天文现象。它是一个直径八尺的空心铜球，里面有一根铁轴，用来欣赏古代山水画。球在架子上倾斜的方向正好是地球自转轴的方向。铜球表面刻有各种重要的星星和刻度，代表星座的运行和天空中的天象。这头大象连接着一台装有一组齿轮的机器，这台机器连接着报时的破釜酒吧。破釜酒吧滴下的水可以启动齿轮，齿轮会带动大象每天绕着铁轴旋转一周，可以准确反映天象的运行情况。大象制作成功后，张衡坐在房间里看着仪器说，现在一颗星星从东方升起，一颗星星升到了天空的中间，一颗星星降落到了西方。人们跑到外面看天，发现天上的情况和张衡说的基本一致。事实证明，张衡发明的象数是古代比较精确的天文仪器。
接着，张衡发明了观测地震的地动仪。
东汉时期，中国各地经常发生地震。据史料记载，从汉永元八年(公元96年)到汉武帝严光四年(公元125年)的三十年间，23年发生了一次大地震。安帝建光元年(公元121)，九月发生大地震，波及35县。有的地方大地开裂，有的地方墙壁、房屋倒塌，造成多人伤亡。在古代，大多数人都迷信鬼神。地震发生时，人们以为是鬼神显灵，极度恐惧。哪里有地震，地方官要第一时间报告给相敬市，太史令会记录下来。晚了就定罪了。
科学家张衡不迷信鬼神。他认为地震是一种自然灾害，人们不仅要记录地震，还要研究其规律。为了全面掌握地震信息，他在汉武帝舜帝杨嘉元年(公元132年)发明了地动仪。地动仪是纯铜做的，直径八尺，看起来像个大罐子。顶部有一个突出的盖子，可以打开。雕刻有山龟、鸟兽的图案作为装饰。中间立着一根上粗下细的柱子，紧挨着八大机关。与八个器官相连的是八条面朝下趴在外面的龙。八个水龙头分别对准东、东北、北、西北、西、西南、南、东南方向。每个水龙头的嘴里都有一个铜球。在八个水龙头下，有八只青铜蟾蜍，高昂着头，张着嘴。有地震的地方，中柱朝震区方向落下，碰到那个方向的机关。连接那个机关的水龙头张开嘴，把铜球吐出来，铜球就会掉进蛤蟆嘴里，发出“铿锵声”通知管理人员。经理只要看铜球掉进哪个蛤蟆嘴里，就能知道地震发生在哪个方向，以便及时向老板汇报，迅速派人了解情况。
地动仪制造成功后，放在首都洛阳的一个观测地震的房间里。有一天，西北的水龙头突然张开嘴，吐出了铜球。铿锵一声，锤球落入蛤蟆口中，表示西北发生地震。然而，当时生活在洛阳的人们并没有感觉到地震。这样人们就起了疑心，说张衡的发明不靠谱，地动仪不准。过了几天，陇西(今甘肃省)派人到都城洛阳，报告前几天那里发生了地震。日期一查，正好是地震仪上的水龙头吐出铜球的那一天。直到那时，人们才相信张衡发明的地动仪是准确可靠的。
张衡发明的地动仪是世界上第一台记录地震的仪器。公元1880年欧洲制造了类似的仪器，比张衡晚了1700多年。可以说，张衡发明的地动仪是人类历史上用科学方法观测地震的开端，开启了地震科学的新时代。