张衡地动仪是中国东汉时期的伟大科学家张衡创造发明的，是世界第一架地动仪，也是人类第一次运用科学手段来测定地动方位的科学仪器。对地震研究产生重大影响，具有重大科研价值和创造价值。

张衡地动仪的工作原理：地动仪是由设有八个方位龙头，由东、南、西、北等方位组成，每个龙头都含有自由活动的龙珠，龙头的下方设置与其对应的蟾蜍，当一个方向发生地震时，所对应方向的龙口所含的龙珠就会自由落入蟾蜍的口中，由此测出发生地震的方向。

张衡地动仪是地动仪，是对地震在地震烈度区域内根据地震对地面产生的地形变化而创造发明的仪器。

地震是因地下可燃烧混合物质长期沉积在地下，在一定的压力、时间、环境及可燃烧混合物质的内部活动的作用下，达到爆燃条件时，可燃烧混合物质在一个点上、短时间内以爆燃方式发生反应，并释放大量的能量，爆燃过程中产生较强的爆炸波，当所释放的能量和波不能通过能量释放通道进行完全释放时，其能量和波就以爆燃点为中心、扇环形的方式向承压能力较弱的地表面进行能量释放和波的传递，造成地表面一定范围内发生变形、震动，并伴随次生现象的过程。

地动仪工作条件及原理：地动仪是水平设置在地震烈度区域内的对地震在地震烈度区域内的地表面发生抬升复位变化进行测定来推断地震发生方位的一种科学仪器。是根据地震发生过程中，地震在强大冲击波、强压气流的作用下，使地震烈度区域内的地表面发生抬升，同时在重力作用下，所抬升的地表面复位。这时，地动仪在地面的抬升与复位变化作用下，地动仪水平位置发生变化，龙头中所含有的自由活动的龙珠失去平衡而发生滚动，并沿着一定路径落入到设置好的蟾蜍的口中，完成地动仪测定工作。

地动仪只对地表水平位置发生变化进行定位的测定。因地震波属弹性波，物理作用于龙珠因素较多，影响其定位结果。

为一步研究其工作原理，通过图表方式进一步分析（如图）：

1、全图为地震烈度区堿图立体切面图，是地动仪有效工作区堿。

2、CB为地震烈度半径。

3、AC为地震发生时，地表介质受冲击波、强压气流的作用下，地表介质发生抬升、在重力作用下发生复位最大高度。

4、AB为因地震发生时所产生强大冲击波、强压气流的不同点位上的作用力不同，地表面所受到冲击力不同，地表面在不同作用力的作用下，其抬升高度不同而形成的一定角度的倾斜面。

4、DB为地震过程中所释放的冲击波、强压气流释放方向,随着震源深度的减小、震中距的增加，冲击波、强压气流对地表介质作用力减小。

5、JK为地震发生方向，是在冲击波、强压气流对地表介质作用下，地表介质按一定角度向上抬升，并形成一定角度的倾斜面，震中为最大值，随着震中距的增加而减小，地震烈度边界的抬升值近似为零。也是使地动仪倾斜失去平衡，龙口所含的龙珠自由落入蟾蜍的口中。他与地震发生方位对应，方向相反。

6、EF为地动仪倾斜，地震发生时所形的倾斜面，地表地动仪失去水平平衡，使龙口所含的龙珠自由落入蟾蜍的口中。他与地震发生地相对应，方位反向对应。

7、地动仪1、2、3为设置在地震烈度区堿不同点位上的地动仪。验证地震发生的方向。