地動儀用精銅制成，圓經八尺，合蓋隆起，形似酒樽。表面作金黃色，上部鑄有八條金龍，分別伏在東、西、南、北及東北、東南、西北、西南八個方向。龍倒伏，龍首向下，龍嘴各銜壹顆小銅球，與地上仰蹲張嘴的蟾蜍相對。地動儀空腔中央，立壹根銅柱，上粗下細。銅柱周圍有八根橫桿，稱為“八道”，各與壹龍頭相連。銅柱是震擺裝置，八道用來控制和傳導銅柱運動的方向。在地動儀受到地震波沖擊時，銅柱就倒向發生地震的方向，推動同壹方向的橫桿和龍頭，使龍嘴張開，銅球下落到蟾蜍嘴中，並發出響聲，以提示人們註意發生了地震及地震的時間和方向。
壹顆珠子放在平臺上，如果將哪方稍微往下壹按，珠於就向哪方滾動。又如我們點亮壹支蠟燭，將它放在壹張不平的桌子上，它總會向低的壹方倒。地動儀就是根據這些簡單的原理設計的。地動可以傳到很遠的地方，只不過太遠了人就感覺不到了，但地動儀能準確地測到。但是中國科學家認定地動儀的工作原理應該是“懸垂擺原理”，即地動儀是利用了壹根懸掛柱體的慣性來驗震的，而非當今歷史教科書所說的在儀器底部簡單地豎立壹根直立桿。地動儀-歷史故事 地動儀歷史故事漢章帝在位的時期，東漢的政治比較穩定。到漢章帝壹死，繼承皇位的漢和帝才十歲，竇太後臨朝執政，讓他的哥哥竇憲掌握了朝政大權，東漢王朝就開始走下坡路了。 在這個時期，出了壹位著名的科學家張衡。
張衡是南陽人。十七歲那年，他離開家鄉，先後到了長安和洛陽，在太學裏用功讀書。當時洛陽和長安都是很繁華的城市，城裏的王公貴族過的是驕奢淫逸的生活。張衡對這些都看不慣。他寫了兩篇文學作品《西京賦》和《東京賦》（西京就是長安，東京就是洛陽），諷刺這種現象。據說他為了寫這兩篇作品，經過深思熟慮，反復修改，前後壹***花了十年工夫，可見他研究學問的精神是很認真嚴肅的。但是張衡的特長還不是文學，他特別愛好數學和天文研究。朝廷聽說張衡是個有學問的人，召他到京裏做官，先是在宮裏做郎中，後來，擔任了太史令，叫他負責觀察天文。這個工作正好符合他研究的興趣。
經過他的觀察研究，他斷定地球是圓的，月亮是借太陽的照射才反射出光來。他還認為天好像雞蛋殼，包在地的外面；地好像雞蛋黃，在天的中間。這種學說雖然不完全精確，但在壹千八百多年以前，能說出這種科學的見解來，不能不使後來的天文學家欽佩。不光是這樣，張衡還用銅制造了壹種測量天文的儀器，叫做“渾天儀”。上面刻著日月星辰等天文的現象。他設法利用水力來轉動這種儀器。據說什麽星從東方升起來，什麽星向西方落下去，都能在渾天儀上看得清清楚楚。
那個時期，經常發生地震。有時候壹年壹次，也有壹年兩次。發生了壹次大地震，就影響到好幾十個郡，城墻、房屋發生倒坍，還死傷了許多人畜。當時的封建帝王和壹般人都把地震看作是不吉利的征兆，有的還趁機宣傳迷信、欺騙人民。但是，張衡卻不信神，不信邪，他對記錄下來的地震現象經過細心的考察和試驗，發明了壹個測報地震的儀器，叫做“地動儀”。地動儀是用青銅制造的，形狀有點像壹個酒壇，四圍刻鑄著八條龍，龍頭向八個方向伸著。每條龍的嘴裏含了壹顆小銅球：龍頭下面，蹲了壹個銅制的蛤蟆，對準龍嘴張著嘴。哪個方向發生了地震，朝著那個方向的龍嘴就會自動張開來，把銅球吐出。銅球掉在蛤蟆的嘴裏，發出響亮的聲音，就給人發出地震的警報。
公元138年2月的壹天，張衡的地動儀正對西方的龍嘴突然張開來，吐出了銅球。按照張衡的設計，這就是報告西部發生了地震。可是，那壹天洛陽壹點也沒有地震的跡象，也沒有聽說附近有哪兒發生了地震。因此，大夥兒議論紛紛，都說張衡的地動儀是騙人的玩意兒，甚至有人說他有意造謠生事。過了幾天，有人騎著快馬來向朝廷報告，離洛陽壹千多裏的金城、隴西壹帶發生了大地震，連山都有崩塌下來的。大夥兒這才信服。可是在那個時候，朝廷掌權的全是宦官或是外戚，像張衡這樣有才能的人不但不被重用，反而被打擊排擠。張衡做侍中的時候，因為與皇帝接近，宦官怕張衡在皇帝面前揭他們的短，就在皇帝面前講張衡很多壞話。他被調出了京城，到河間去當國相。
張衡在他六十壹歲那年病死。他在我國科學史上留下了光輝的業績。 地動儀-遺失復原之謎 復原後的地動儀人類第壹臺驗震器——東漢張衡發明的地動儀當時放在洛陽，曾觀測到隴西地震，時人“皆服其妙”。1700多年前，地動儀神秘消失，它的模樣和工作原理成為千古謎團。
2004年8月，河南博物院與中國地震臺網中心組成課題組，聯合研究張衡地動儀新的復原模型。然後這項課題取得重大進展，課題組用“懸垂擺原理”取代了傳統的“直立桿原理”。2005年4月16日，這壹科研成果得到了來自中國科學院、國家博物館、中國地震局等單位的地震學和考古學專家的肯定。 專家們認為：這臺復原地動儀首次把概念模型還原成了科學儀器，使之真正有了驗震功能。驗收地動儀復原模型把概念模型復原成了科學儀器：2005年4月16日上午，河南博物院《天地經緯》專題陳列廳，由地震學、考古學、機械工程學等相關學科的專家組成的驗收委員會，開始對用挑剔的眼光註視著地動儀復原模型(1/3小樣)。當日下午，驗收組的7位專家經過討論，最終認為：新模型首次把概念模型復原成了具有驗震功能的科學儀器，邁出了復原研究的歷史性壹步。這個驗收意見意味著，新復原的地動儀通過了階段性成果驗收，後續工作只需對某些技術細節做進壹步優化，對外觀做出最終確定。河南博物院副院長田凱對此感觸頗深：“我們不僅在復原壹件儀器，也在找尋1000多年前那位偉大科學家‘求實疾虛’的科學精神……”心願壹定要讓地動儀模型“動”起來：1998年，河南博物院新館建設過程中，田凱負責主持《河南古代文化之光》陳列。布置漢代展廳需要展示張衡的地動儀，當時最權威的模型陳列在原中國歷史博物館裏，它是王振鐸先生於1951年設計的，這臺卵狀體上含有8條飛龍的模型，已成為地動儀的“標準形象”。河南博物院請蘇州天文儀器研究所按王振鐸的模型重新復制了壹個木制模型，並提出“能否讓地動儀動起來”，得到的回答是：不可能，即使是中國歷史博物館裏陳列的那臺也不能檢測地震。但對方可以在模型下面人為地安上壹個裝置，讓它動起來。“我們展出的是科學儀器不是玩具，這樣做是對觀眾的欺騙。所以當時只能造壹個不能動的模型，但這個情結在我心裏壹直存留了好多年。”田凱說。6年後，了解到國家地震局和國家博物館的研究人員正在做復原工作。2004年8月，河南博物院與中國地震臺網中心簽訂了合作協議，組成了課題小組，***同復原張衡地動儀。解謎找到“垂懸擺原理”：該課題的負責人是中國地震臺網中心馮銳研究員。馮先生表示，1700多年前的地動儀究竟如何工作是首先須破譯的謎團，深入研究證實，地動儀應該是“懸垂擺原理”而不是王振鐸模型的“直立桿原理”。幾十年來，國內外地震學界對王振鐸模型的否定意見壹直沒有停。更有近現代西方學者認為張衡地動儀之所以失傳，是因為它沒有達到科學的要求，它不是個科學的東西。馮銳說：“看到這些嚴厲的批評以後，我們才感到問題的嚴重性。”歷時1年多，課題組最終確認了地動儀的工作原理應該是“懸垂擺原理”，而不是“直立桿原理”。 地震學家馮銳和公元1951年，
考古學家王振鐸復原並制造的“張衡地動儀”模型。評價這是壹次重大跨越：地動儀的歷史資料，最著名的是《後漢書·張衡傳》中的記載，只有196個字。早期的復原工作都是據此開展的。馮銳的課題組把資料的考證和利用擴大到《續漢書》、《後漢紀》等古代文獻，但相關文獻的總字數也不過231個。這些資料，使他們復原的史料根據更加充分。在研制過程中，馮銳還采用了壹些新技術、新方法，即利用洛陽地震臺接收到的現代隴西地震記錄，算出模擬的隴西歷史地震的波動效應，然後把數據輸入計算機，再控制特殊的振動臺完成洛陽地面震動過程的復現，用這種運動信號對振動臺上的復原模型進行檢驗和改進。驗收組的專家們認為：新模型對4次實際地震事件已經實現了良好的驗震反應，邁出了從概念模型到科學儀器的關鍵性壹步，研究工作突破了古代科學儀器復原的傳統模式，是壹次重大的跨越。驗收會結束後，中科院地質與地球物理所的滕吉文院士說：“地動儀是中華文明留給人類的寶貴文化遺產，各國科學家都在嘗試復原，如果我們不把這件事做好，那就是罪過。從原理上和制作過程上講，這臺復原模型符合史料記載，符合張衡的基本思想……這臺地動儀復原模型代表了現代人的認識，它在現階段是最好的。”地動儀-張衡地動儀能記錄地震嗎？ 地動儀無法記錄發震時刻，更無法記錄震級。因此，從現代地震學的角度來看，候風地動儀並不能記錄地震，不是地震儀。英國學者米爾恩根據文獻記錄復原了“候風地動儀”壹些科技史著作聲稱，張衡在公元132年制造的“候風地動儀”能夠準確記錄地震，比西方第壹臺地震儀(由意大利人路吉·帕米裏制造於1856年)早了1700多年。也有些材料說，候風地動儀可以“預測地震”。不過，史書中有關候風地動儀的記載，僅見於《後漢書》。這壹段記載只有區區196字，其中描述地動儀內部結構的內容更只有“中有都柱，傍行八道，施關發機”這12個意義隱晦、眾說紛紜的字。以後，北齊的信都芳和隋朝的臨孝恭，也都制造過地動儀，還留下了相關著作，可惜他們的著作都亡佚了。顯然，僅根據《後漢書》中的簡陋記載，要復原張衡的候風地動儀根本不可能。今天的復制品，其實是在史書那些“約束條件”之下所作的新創造。盡管如此，《後漢書》的記載，還是向我們提供了壹些有用信息。首先，候風地動儀絕不是地震預測儀。它只有在地震發生之後才起作用，只不過能比從驛卒更早地通知京城的人士罷了。這就好比我們看到閃電，就知道接下來很可能會聽到雷聲，但在閃電發生時，雷聲也已經同時發生，只不過還沒有傳到我們耳朵裏罷了。 日本學者服部壹三根據文獻記錄復原了“候風地動儀”其次，根據地震波的傳播機理，候風地動儀是不太可能做到“驗之以事，合契若神”的。地震發生時，從震源會發出兩種波：壹種叫P波，是縱波，它引起的物體震動方向和波的前進方向壹致；壹種叫S波，是橫波，它引起的物體震動方向和波的前進方向垂直。P波的速度比S波快，因此最先到達地面，形成地震波中的初波。據初波的震動方向就可以知道震源方向。但初波非常微弱，因為它只能從震源直直地向著地震波接收處地面傳播的P波，而這部分P波攜帶的能量只占地震波全部能量的壹小部分。如果候風地動儀能敏感到對“第壹哨”初波就做出響應，那麽足以有許多別的和地震無關的震動，比如在它附近跺腳，能引起它的反應，從而讓人誤把許多不是地震的震動也當成是地震。但如果要讓候風地動儀保持壹定的“遲鈍”性，它又有可能無法“感覺”到地震的初波，直到之後的各種波陸續傳來時才被“驚醒”，可是這些遲來的波的震動方向已經完全不能代表震源的方向了。何況，記錄壹次地震必須有三個要素：發震時刻，震中位置和震級(地震強度)。候風地動儀只能記錄震中方向。幾臺地動儀“聯網”也可測出震中位置；但它卻無法記錄發震時刻，更無法記錄震級。因此，從現代地震學的角度來看，候風地動儀並不能記錄地震，不是地震儀，當然也就更不可能是“世界上第壹臺地震儀”了。