不过到了东汉时期，张衡对其进行了大胆改进，使得浑天仪开始闻名天下。落下闳是西汉武帝时人，历史记载是他首先制造了浑天仪，其时间比东汉的张衡早了200年左右，到了汉宣帝时耿寿昌又造了一台浑天仪，汉和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪，说明汉朝是我国科学家对自然天文方面的研究是下了较大功夫的。
宣和录曰：先是城陷後,十二月初三日,虏须犒军绢一千万匹,金百万铤,银一千万铤,表段如绢之数,只要绫罗锦绣之类,不要纱。（开封府等处镕金银共四千炉,金银每锭各五十两）十八日,虏人入内径取诸库。
张衡的浑天仪是怎样工作的？
张衡是我国东汉时期的著名科学家，一生中为我国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献，是东汉中期浑天说的代表人物之一，被后人誉为“科圣”。张衡发明的地动仪广为人知，这种测量地震的科学仪器据说可以判断地震发生的时间和方位，但是张衡还有另外一个伟大发明，那就是浑天仪了。浑天仪是浑仪和浑象的总称。其中浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器，而浑象是古代用来演示天象的仪器。
不过这一认识宇宙自然的仪器最早却并非张衡发明的，西汉末的扬雄（公元前58-18年）在其著作《法言·重黎》篇里写道：“或问浑天，曰落下闳营之，鲜于妄人度之，耿中丞象之。”是说浑仪的发明者是我国西汉时期的落下闳等人。不过到了东汉时期，张衡对其进行了大胆改进，使得浑天仪开始闻名天下。落下闳是西汉武帝时人，历史记载是他首先制造了浑天仪，其时间比东汉的张衡早了200年左右，到了汉宣帝时耿寿昌又造了一台浑天仪，汉和帝时崔瑗的老师贾逵更制造了黄道铜仪，说明汉朝是我国科学家对自然天文方面的研究是下了较大功夫的。
张衡则继承和发展了前人的成果，他于元初四年（公元117年）造成了一件当时最为先进的的铜铸浑天仪，其主体是几层均可运转的圆圈，最外层周长达一丈四尺六寸，不同层次之间又分别刻着内、外规，南、北极、黄、赤道，二十四节气，二十八列宿等，还包括“中”、“外”星辰和日、月、五纬等等天象，深刻反映了当时科学家对天体及其运行状况的理解认知。
浑天仪上还附着两个漏壶，壶底有孔，靠着不断滴下的水滴的压力推动圆圈，使其按着刻度慢慢转动，这样这个浑天仪就开始运动起来，各种天文现象的模拟运行情况就便展现在人们眼前了。之所以营造浑天仪，是因为在秦汉时期，我国一些科学家们开始信奉浑天说（地心说），浑天仪的制造就体现了这种说法，张衡是第1个将这种说法写进著作里面的人，他认为“浑天如鸡子，天体圆如蛋丸，地如鸡中黄”，说宇宙就像个鸡蛋一样，而大地就像鸡蛋里面的蛋黄，日月星辰都在围绕“蛋黄”进行，为了将这种说法解释给大家看，当时的科学家们就制造了浑仪和浑象，将“浑天说”以实物的形式表达出来。
从史料记载和流传至今的一些实物来看，浑象的构造是在一个大圆球上刻画或镶嵌星宿、赤道、黄道、恒隐圈、恒显圈等，类似现在的天球仪。而浑仪则是一种观测仪器，内有窥管，亦称望管，可以凭此测定昏、旦和夜半中星以及天体的赤道坐标，也能测定天体的黄道经度和地平坐标。据说张衡凭借浑天仪得出了地球绕日一周为三百六十五度又四分度之一的结论，和现在测量的一个地球年历时365天5小时48分46秒十分近似！早期的浑仪主要由四游仪和赤道环组成。
从汉代到北宋的1000多年时间中，随着人们对自然天体认识的加深，浑仪上也增加了黄道环、地平环、子午环、六合仪、白道环、内赤道环、赤经环等。之后也是增增减减，现今时间最早的浑天仪，是南京紫金山天文台建造于明代时期的浑天仪。浑天仪还被高丽人于明朝时期引进到朝鲜半岛，如今韩国人还将浑天仪放到了他们国家的钱币上，在韩国的万元面值钞票上，其背部就一个很大的浑天仪图案。
