张衡发明的地动仪是世界上最早的地震检测仪器，其工作原理基于物理学的惯性原理和杠杆原理。
地动仪主要由以下部分组成：
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1. 底座：地动仪的底座是一个圆盘，上面均匀分布着八个龙头，每个龙头对应一个方位（东、南、西、北、东北、东南、西北、西南）。
2. 龙珠：每个龙头的嘴里含有一个铜珠，代表地震的“信号”。
3. 蟾蜍：每个龙头的下方都对应一个蟾蜍的嘴巴，蟾蜍的嘴巴是空的。
当地震发生时，地动仪所在的地面会随着地震波的震动而震动。由于地动仪底座的圆盘是固定在地面上的，而龙头和龙珠是悬挂在底座上的，当地震波传来时，底座会随地面震动，但龙头和龙珠由于惯性作用，不会立即跟随底座移动。
根据震动的方向，地动仪上的龙头会朝向震源的方向。如果震源位于东边，则东边的龙头会自动转动，使得龙嘴张开，铜珠滚落，落入蟾蜍的嘴巴里。这样，人们就可以通过观察哪个方向的铜珠滚落，来判断地震发生的方向。
具体来说，张衡的地动仪是通过以下步骤来测知地震的：
1. 地震发生时，震源处的地壳发生剧烈震动，这种震动会以波的形式向四周传播。
2. 当地震波传到地动仪所在位置时，地动仪底座会随着震动而震动。
3. 由于惯性，龙头和龙珠不会立即跟随底座移动。
4. 地震波的方向会导致相应的龙头朝向震源方向转动。
5. 龙头转动使得龙嘴张开，铜珠滚落，落入蟾蜍的嘴巴里。
6. 人们观察到哪个方向的铜珠滚落，就可以判断地震发生的方向。
张衡的地动仪虽然结构简单，但原理科学，是世界上最早的地震检测仪器，对后世地震观测和防震减灾工作产生了深远的影响。
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