张衡，制造了第一台自动的天文仪器——水运浑象。它以一直径５尺（约１。１８米，东汉１尺约２３。５厘米）的空心铜球表示天球，上面画有二十八宿，中外星官，互成２４度交角的黄道和赤道等，黄道上又标明有二十四节气。紧附于天球的有地平环和子午环等。天体半露于地平环之上，半隐于地平环之下。天轴则支架在子午环上，天球可绕天轴转动。同时，又以漏壶流出的水作动力，通过齿轮系的传动和控制，使浑象每日均匀地绕天轴旋转一周，从而达到自动地、近似正确地演示天象的目的。此外，水运浑象还带动有一个日历，能随着月亮的盈亏演示一个月中日期的推移，相当于一个机械日历。
张衡的水运浑象对后世浑象的制造影响很大，宋代的水运仪象台则达到历史上浑象发展的最高峰。历代制造的浑象大都已经毁亡，现存仅有两架，一架在南京紫金山天文台，一架在北京建国门古观象台，均是清代铸造的。
除了天球仪式的浑象外，中国古代还创制有假天仪式的浑象，开了近代天象仪之先河。现在北京天文馆里，有一个大圆顶的天象厅。当你坐在里面仰观屋顶，便会感到宛如置身于无涯的苍穹之中，看到繁星点点，其布列与实际天象一致。
我国的第一架浑象大约是公元前70～50年间耿寿昌创制的。后来历代都十分重视浑象的制造工作，张衡、一行、苏颂等许多天文学家都曾进行过设计，这些实物现在都没有了，仅存的清代天体仪可算是古代浑象的仿制品。
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