张衡的地震仪是铜铸的，形状像一个酒樽，四周有八个龙头，龙头对着东、南、东南、西南等八个方向。龙头上的龙嘴是活动的，各自都衔着一颗小铜球，每一个龙头下面，有一个张大了嘴的铜蛤蟆，仪器的内部中央有一根铜质悬垂摆，柱旁有八条通道，称为八道，还有巧妙的机关。
经过公元134年的甘肃西南部的地震试验，完全证实了它检测地震的准确性。它比欧洲发明的类似的地震仪早了1700多年。
张衡还发明了浑天仪、地动仪，是东汉中期浑天说的代表人物之一，被后人誉为“木圣”。
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