當時，張衡在發明了渾天儀和地動儀以後，又對風產生了興趣。“測天我有了渾天儀，測地我有了地動儀，而這天與地之間的風倒是一個難題。有沒有辦法製造一件測風的儀器呢？”張衡開始了對風的研究。
張衡感到，測風最主要的應該是測它的方向，“我製造的這件儀器，必須滿足一個條件，就是能夠隨風轉向，這樣，將它安裝在高處，抬頭一看不就清清楚楚嗎？”
對張衡來說，製造這樣一件儀器並不是難事，不久他就製成了，並把它安在5丈高的杆頂上。
“嗨，這是什麼玩意兒？大家快來看呀！”人們紛紛前來觀看這個從未見過的東西。
隻見杆頂上有一隻銅鑄的小鳥，鳥嘴裏銜著一朵花。
“諸位，這是我剛剛製造成功的一件儀器，我叫它‘相風銅鳥’，這隻銅鳥的頭總是對著風吹來的方向，有了它，我們可以隨時知道東西南北風啦！”張衡興致勃勃地對大夥說著。
“你們看，這隻銅鳥真的在轉動了！”人們發出了嘖嘖讚歎聲。
這隻“相風銅鳥”又叫作“候風儀”，也就是我們現在說的風信器。同樣的儀器在歐洲直到12世紀才出現，比張衡要晚1000多年呢！
風速怎麼測呢？這可不是一件容易的事。能測風速的“風速計”直到17世紀才出現，它的發明者便是羅伯特·胡克。
胡克的這項發明真是絕妙！原來，它的關鍵是一塊很輕的木板，這塊木板可以自由擺動，當風吹來時，這塊木板就在一個分度標尺上移動，這樣就記錄下了風的速度。胡克的這項發明大約在17世紀末期，到了18世紀，風速計又有了很多新的設計。例如，皮克林在胡克的基礎上增加了一個抓鉤，它可以防止木板在被風吹起後擺回去，這樣就能觀測到某段時間內的最大風力了。法國一位博學的教士於埃在一篇文章中記載了U形風速計。U形管中有一些液體，當風吹入U形管的一個彎肢後，風的壓力使一邊的液體表麵下降，另一邊則上升，風力便由這兩邊的高度之差來表示。
以後，風速計雖然有了很大的改進，但是其基本原理卻是相同的。現在，在氣象台的觀測場地上，10多米高的測風儀總是“高高在上”，它既能測風向，又能測風速，日日夜夜為我們提供著最新的風向風速資料。
下雨是最常見的一種自然現象。人們如何了解下雨的程度呢？僅僅用形容詞來形容，顯然是不夠的，還得發明一種儀器來進行測量。雨量計便應運而生了，它是一種計量雨水量的儀器。
在雨量計的曆史上，我們中國是走在前列的。早在宋代，數學家秦九韶，在他撰寫的《數書九章》中，就有一道關於計算雨量計容積的題目。
到了公元1424年，明永樂末年，當時的政府為了掌握全國各地的旱澇災情，同時也為了測算農業的收成，責成有關人員統一製定了一種雨量計，發到全國各地，命令各州、縣將記錄到的降雨量向政府報告。其實，這種雨量計十分簡陋，和我們今天常見到的量筒差不多，上麵標有刻度，可以清楚地知道某一段時間內某一地區下了多大的雨。因為有了統一的標準，當時的政府就可以了解全國各地的下雨情況。如今，在北京文獻館內還存有北京、江寧、蘇州、杭州等地的晴雨錄，這可算是世界上最早的氣候記錄了。
在歐洲，雨量計的發明則要晚得多。英國最早的測量降雨量的儀器是克裏斯多夫·雷恩爵士於1662年設計的。到了1695年，發明風速計的胡克也設計了一種雨量計，它是一個玻璃漏鬥，安裝在一個木架上，漏鬥的下端伸進一個較大的容器內。在漏鬥上，有2根繩子將它牢牢地固定在木架上，以防被風吹動，所收集的雨水用秤稱量就可以了。
與現代雨量計相像的儀器是1722年由英國人霍斯利製造的，他用一個漏鬥把雨水收集在一個玻璃量筒裏，這樣不正好省去了稱量雨水的麻煩了嗎？
後來，經過人們的改進，又出現了許多種類的雨量計，而且向自動記錄的方向發展。其中最常用的便是虹吸管雨量計：它有一個承雨筒，裏麵裝一個浮筒，浮筒會隨著承雨筒中水麵的升降而上下移動；同時，它還有一個裝時鍾的鍾筒，當時鍾走動時，鍾筒就會轉動起來。這樣，鍾筒外麵的一張自記紙上就會記錄下一條降雨量曲線，雨量大，線條就上升，雨量小，它就下降。
有了這種儀器，人們就可以很方便地從這些曲線上了解任何一段時間的總雨量和其他數據了。
我們常常用“冷熱幹濕”四個字來說明周圍大氣的情況，“冷熱”指的是溫度，“幹濕”指的便是濕度。
“能不能製造一種像溫度計一樣的濕度計呢？這樣，一看上麵的刻度不就知道大氣幹濕的程度了嗎？”這一想法最早是德國人蘭貝特在1774年前後提出來的，但是蘭貝特對此卻無能為力。
蘭貝特的想法卻引起了另一個叫布蘭德的德國人的注意，“這倒是個好主意！濕度計，一旦發明出來，肯定會受人歡迎的。”