我國古代流行最廣泛的宇宙理論是渾天說。渾天說認為地在天的中央，地似蛋黃，天似蛋殼，日月星辰附在天殼上，隨著天周日旋轉。為了演示天象并觀測天體的方位，西漢的耿壽昌發明了渾天儀。東漢中期，張衡在此基礎上大膽創新,于公元117年設計制造了完整的演示渾天說思想的漏水轉渾天儀，這是世界上最早的自動天文儀器。
漏水轉渾天儀是用精銅制造的，主體是一個空心銅球，代表天球，球內有一根鐵軸貫穿球心，代表天軸,球體可以繞著這根柱子旋轉。軸與球面有兩個交點，一個代表北極，一個代表南極。球外有兩個圓環，一個代表地平線的地平圈，一個代表子午線的子午圈，球體半露在地平圈以上。
北天極高處地平圈36°,就是東漢的都城洛陽的地理緯度。球的表面刻著二十八宿和其他恒星，還刻有天赤道圈和黃赤道圈，兩者呈24°夾角。天赤道圈和黃赤道圈上刻有二十四節氣，以冬至日為起點，兩個圓周各分為365。24°。張衡采用齒輪系統把渾天儀和計時用的漏壺聯系起來。
用漏壺滴出的水的力量帶動齒輪，齒輪帶動渾天儀繞軸轉動，一天轉動一周，與天球同步。這樣就可以準確地把天象的變化表示出來。通過觀察渾天儀的轉動就可以知道天象的變化了。
要捕捉地震的微觀前兆，就必須建立覆蓋面積地區的地震觀 測臺網，進行長時間的精密觀測。記錄地震的儀器叫地震儀，專 門從事地震觀測的臺站叫地震臺或測器臺。