蘇頌以後，人們繼續製作了一一些水運渾象，但其規模及複雜程度，比起蘇頌的水運儀象台，就要相形見絀了。到了元代，郭守敬製作了一台叫做大明殿燈漏的計時儀器，這台儀器去掉了傳統水運渾象用於演示天體運行的那部分內容，成了一台純粹用漏壺中流出的水來帶動的機械鍾表。大明殿燈漏的發明，是傳統水運渾象向計時儀器發展的具體表現。
除了渾象以外，渾儀也可用於計時。渾儀是古代重要的天文觀測儀器，用以測定各種天體的有關坐標，這與以模擬演示天體運動為主要功能的渾象在本質上是不同的。渾儀的起源時問，學術界還有不同看法。一般認為，渾儀是漢武帝時期天文學家落下閎等人發明的。《晉書·天文誌上》說：“暨漢太初，落下閎、鮮於妄人、耿壽昌等造員儀以考曆度。”《隋書·天文誌》也說：“落下閎為漢孝武帝於地中轉渾天，定時節，作泰初曆。”這裏提到的員儀、渾天，就是指的渾儀。由此，渾儀的發明時間，至遲可以定在漢武帝時期。
渾儀的主要部件是窺管。窺管是根中空的管子，起瞄準作用。人跟在管子下端，通過管子瞄準所要觀測的天體。窺管夾在一個雙重圓環中間，可以在這個雙環裏滑動，雙環又可以繞兩個支點轉動，使得雙環所在平麵可以掃過全天球。這樣，借助於雙環的旋轉和窺管的滑動，可以使得窺管指向天空任何一個區域。除此之外，渾儀上還有一些代表各種天文意義的環圈和支承結構，例如與地平麵平行的地渾環，代表赤道麵的赤道環、天常環，象征東西方向的卯酉環和南北方向的子午環，等等。在有關環圈上標有刻度，當窺管對準所需觀測的天體時，從相應環圈上的刻度就可以讀出該天體的有關天文坐標。所以，渾儀主要是用來進行天文觀測的。
既然渾儀是一種天文觀測儀器，那麼，隻要用它測出太陽在空中的時角變化，就可以知道相應的時間。這正是渾儀可以用於計時的根本原因。對此，至遲在唐代，人們已經有所認識。唐初天，文學家李淳風設計過一台渾儀，叫渾天黃儀。《新唐書·天文誌》說該渾儀能夠“仰以觀天之辰宿，下以識器之晷度”，“識晷度”就意味著可以根據太陽的位置測知時間。在該儀器有關環圈上刻有十二辰的標誌，十二辰是時間單位，這正是它可以用於計時的證明。嗣後，在一行、梁令瓚設計的渾儀——黃道遊儀上，也刻上了時刻標誌，而且是晝夜百刻，比李淳風的刻畫更為精細。這種刻畫，顯然是為了測定時刻。從此以後，在渾儀上刻畫時間標誌，成了曆代遵循的慣例。
古人利用渾儀計測時間，有一個演變過程。在唐代，渾儀上的時刻標誌是分布在地平環上的，這並不科學，其原因與前述地平式日晷不如赤道式日晷計時準確的理由類似。這種情況一直持續到北宋皇佑三年(1051年)，舒易筒、於淵、周琮等人主持製造了一台渾儀，在這台渾儀上，時間標誌均勻分布在天常環上。天常環與赤道平行，因此根據天常環上的刻度就可以知道被觀測天體的時角變化。這種情況與利用赤道式日晷計時相仿，它解決了太陽在空中不同位置時單位時間內的周日視運動在地平環上的投影不均勻的現象，使得渾儀測時精度有了大幅度提高，是天文測時的一大進步。
利用渾儀測時可以獲得較高的計時精度。因為渾儀尺寸較大，其天常環上的時刻分劃可以做得相當精細，這就有利於計時精度的提高。例如現存於南京紫金山天文台的明代渾儀，其天常環上的時刻標誌最小單位為一刻的1／36，相當於現代的24秒，如果估讀，還可以再精確些。對於古代其他計時儀器而言，要達到這樣的精度，有相當的難度，這充分表現了渾儀計時的優越性。
16世紀末，西方傳教士——進入中國，把歐洲鍾表也帶了進來。這些鍾表很快引起中國人的興趣，他們經過摸索，逐漸了解了其構造，掌握了其中的奧妙及製作技術，並發展起了自己的鍾表製造業。廣州、蘇州就是當時國內著名的兩個機械鍾表製造中心。現在在北京故宮博物院還有一個鍾表館，珍藏許多清初以來的鍾表，其中有不少是中國自己製造的，它們製作精巧、美觀而又複雜，充分反映了當時中國高超的鍾表製作技術。
測影驗氣定歲首