候风地动仪是世界上第一架测验地震的仪器，功能非凡。在我国科学史上，没有什么比候风地动仪更为引人注目。
候风地动仪是东汉时期天文学家张衡创制的，用于测知地震的时间和方位。
《后汉书·张衡传》详细记载了张衡的这一发明：候风地动仪用精铜制成，形如酒樽，内部结构精巧，主要为中间的都柱和它周围的八组形如蟾蜍的机械装置。都柱相当于一种倒立型的震摆。
在候风地动仪外面相应地设置八条口含小铜珠的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果发生较强的地震，都柱因受到震动而失去平衡，这样就会触动八道中的一道，使相应的龙口张开，小铜珠当即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震发生的时间和方向。从《后汉书·张衡传》的记载来看，候风地动仪应为一件仪器，而不是两件。张衡通过自己巧妙的设计，使地震时仪体与“都柱”之间产生相对运动，利用这一运动触发仪内机关，从而将地震报出。
张衡的地动仪不仅在古代具有重要影响，也使现代研究者产生了极大兴趣，很多人就其对地震的反应机制和内部结构提出不同的设想。从现代地震学知识来看，地震过程复杂多变，前震后震强弱不同，方向也相异，要寻找震源只可能从多个台站的记录依时间差推算，这在古代是不可能的。
但是张衡的地动仪在设计中的确考虑了方向因素，“寻其方面，乃知震之所在”，就反映了这一点。这也并非完全不可能。
如果候风地动仪做到了感知一二级的微震，它应对远处震中传来的初波也就是P波敏感。初波的地面移动方向与震源方向一致，是纵向波，所以龙吐丸的方位应能显示一定量的方向信息。
当然，这并非绝对，因为地动仪的灵敏度也会有一定限制。当地震的前锋纵波不够强时，地动仪可能会对之无动于衷，但后继横波却有可能把铜丸震落，这样落丸方向与震源就没什么关系了。由此，张衡的地动仪对于烈度为三级的弱震，是可以测报出来的。张衡地动仪的工作原理是以古代“候气”的理论，即“葭灰占律”的方式，所以称为“候风地动仪”。
在选定的位置深埋入地一根大柱，像远古人建房时的草房的中心柱，这个柱子用来感应来自地层的地震波。为了避免地面环境对“都柱”的影响，在适当的深度把柱周围掏空，或者先掘土井，然后将大柱埋入压实，距离地面相当距离使柱体与井壁分离，避免来自地面影响对“都柱”的干扰。
柱顶收缩为一个有凹面或空心管的顶端。在顶端凹面或空心管上置一铜球，铜球直径和顶端凹面或空心管直径可以根据灵敏度需要制订，这就克服了“倒立柱”制作中摩擦系数的难题。
都柱顶端放置铜球，犹如旗杆顶端的装饰圆球。在“都柱”开始收缩的地方，按东、南、西、北、东南、西北、西南、东北八个方向伸出八条轨道。当埋入地下的都柱感受到地震波在地层中传播时，会使都柱产生相应的位移。
都柱受力位移，位于都柱顶端的铜球中心偏离重心，向力量来源相反方向脱落，都柱四旁八条伸向不同方向的轨道承接并导引向相应方位，触动龙口机关，龙口所含铜珠吐出，从而判定地震来源方向。
综上所述，张衡创制的候风地动仪，是我国古代侦测地震的仪器，也是世界最早的地震仪，它并不能预测地震，其作用只是遥测地震时间和方向。
候风地动仪在当代研究者中产生广泛影响，有许多人根据自己体悟的方法，各自复制不同的地动仪。
延伸阅读
张衡一生做了很多的事情，但最有名的发明就是“候风地动仪”了。
公元138年2月的一天，地动仪正对着西方的龙嘴突然张开来，吐出了铜球，这是报告西部发生了地震。过了没几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳500多千米的金城、陇西一带发生了大地震，连山都崩塌下来了。
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