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渾天儀是渾象和渾儀的總稱。

渾象的構(gòu)造是一個(gè)大圓球上刻畫或鑲嵌星宿、赤道、黃道、恒隱圈、恒顯圈等，類似天球儀。[1]

渾儀是一觀測(cè)儀器，內(nèi)有窺管，亦稱望管，用以測(cè)定昏、旦和夜半中星以及天體的赤道坐標(biāo)，也能測(cè)定天體的黃道經(jīng)度和地平坐標(biāo)。渾儀由早期四游儀和赤道環(huán)組成。從漢代到北宋渾儀增加了黃道環(huán)、地平環(huán)、子午環(huán)、六合儀、白道環(huán)、內(nèi)赤道環(huán)、赤經(jīng)環(huán)等。北宋的沈括取消白道環(huán)、改變一些環(huán)的位置。元代郭守敬取消了黃道環(huán)，并把原有的渾儀分為兩個(gè)獨(dú)立的儀器：簡(jiǎn)儀和立運(yùn)儀。

中國(guó)天文學(xué)發(fā)展的歷史是悠久的。到漢代已有蓋天、宣夜和渾天等學(xué)派。蓋天說認(rèn)為，天如蓋，蓋心是北極，天蓋左旋，日月星辰右轉(zhuǎn)。宣夜說認(rèn)為天無定形，日月星辰“自然浮生虛空之中”，并不附著于“天體”之上。渾天說認(rèn)為天如蛋殼，地如蛋黃，天地乘氣而立，載水而行。

宣夜說后來不幸失傳了，蓋天、渾天兩說并行，競(jìng)相爭(zhēng)鳴，比較科學(xué)的渾天說漸占上風(fēng)。同時(shí)，觀測(cè)天象的儀器也不斷出現(xiàn)，如武帝時(shí)洛下閎制造了渾天儀，宣帝時(shí)耿壽昌又造了渾天儀，和帝時(shí)崔瑗的老師賈逵更制造了黃道銅儀。[1]

張衡繼承和發(fā)展了前人的成果。任太史令后，他更加勤奮地“研核陰陽(yáng)”，終于“妙盡璇璣之正”。元初四年（公元117年），一件成就的銅鑄渾天儀，被張衡造了出來。渾天儀主體是幾層均可運(yùn)轉(zhuǎn)的圓圈，外層周長(zhǎng)一丈四尺六寸。各層分別刻著內(nèi)、外規(guī)，南、北極、黃、赤道，二十四節(jié)氣，二十八列宿，還有“中”、“外”星辰和日、月、五緯等等天象。儀上附著兩個(gè)漏壺，壺底有孔，滴水推動(dòng)圓圈，圓圈按著刻度慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。于是乎各種天文現(xiàn)象便赫然展現(xiàn)在人們眼前。這件儀器被安放在靈臺(tái)大殿的密室之中。夜里，室內(nèi)人員把某時(shí)某刻出現(xiàn)的天象及時(shí)報(bào)告給靈臺(tái)上的觀天人員，結(jié)果是儀器上、天上所現(xiàn)完全相符。

拒絕學(xué)習(xí)古文的少年 公元78年，張衡出生在山清水秀、風(fēng)景優(yōu)美的南陽(yáng)西鄂（現(xiàn)在的河南省南陽(yáng)市臥龍區(qū)石橋鎮(zhèn)夏村）。少年時(shí)期，由于父親的早逝，家里的生活十分清苦。貧困的生活，不僅沒有影響他的求知欲望，反而更加激勵(lì)他刻苦忘我地學(xué)習(xí)。 張衡十多歲的時(shí)候，就讀了很多書，寫一手好文章，在遠(yuǎn)近已經(jīng)小有名氣。 好學(xué)多聞的名氣傳到那兒，找來張衡說：“我看你才學(xué)出眾，想推薦你去做‘孝廉’‘博士子弟’，怎么樣？”17歲的張衡，拒絕了的推薦。他認(rèn)為不能成天待在家鄉(xiāng)讀那些古文經(jīng)傳，更不能去追求做官發(fā)財(cái)，他要到實(shí)踐中去探求科學(xué)的真理。 于是，張衡收拾好行裝，離開家鄉(xiāng)，踏上了游覽名都大城、訪師求學(xué)、探索科學(xué)真理的征途。