漢順帝登基後，很賞識張衡的才能，就提拔他當了侍中，也就是皇帝的機要秘書。張衡除了熱心科學外，也很有政治理想，他經常勸說漢順帝要勤政愛民，懲治腐敗，經常惹得漢順帝不高興。漸漸漢順帝也煩他了，外加一些掌權的宦官，也怕張衡揭發他們的罪惡，就上下勾結，把張衡打發到河間國（河北巨鹿一帶）去當相國了。
張衡到了河間國後，一待就是三年，他在當地懲治豪強，為民做主，辦了不少好事，聲望也更高了。但真正讓他名滿天下的，卻是發生在公元138 年2 月洛陽的一件事。
原來，張衡在任太史令的時候，就給漢順帝獻上一台儀器，這台儀器用青銅鑄造，形狀像個酒壇子，四周有八條龍，龍嘴朝下，每個龍嘴都對著一個青銅蟾蜍。張衡解釋說：這種儀器能檢測地震，哪個方向有地震發生，哪個方向的龍嘴就會吐出珠子，掉到蟾蜍嘴裏。
這台儀器，就是人類曆史上劃時代的發明—— 地動儀，這也是張衡一生心血的結晶。當時東漢地震頻發，老百姓苦難深重，可國家卻因為交通信息技術落後，導致救災往往遲緩，災民流離失所。
因此張衡發明了地動儀，希望能監測地震，方便救災。這項發明，領先西方國家1800 年。
但對地動儀，從皇帝到大臣，大家都是不信的，都覺得隻是個擺設。放了幾年，也沒人管它。但138 年2 月，地動儀卻突然震動了，西邊的龍嘴裏吐出了珠子，也就是說西邊發生了地震。當時好多人還不信，說張衡造謠。但沒過幾天，西北果然有人來報告：河西走廊發生了大地震！
這樣一來，張衡出了名。好多人都替張衡說話，讓漢順帝重用他。
第二年漢順帝下令，調張衡回京城。然而這時的張衡，身體已經很差了，回到洛陽沒多久就與世長辭，享年六十一歲。
20 世紀70 年代，美國阿波羅宇宙飛船登上月球，發現了月球背麵的環形山脈，其中最大的一座環形山，就被命名為“張衡環形山”。
他的曆史地位，恰如張衡墓碑上的一句題詞：“如此全麵發展的人物，在人類曆史上也屬罕見。”
但這樣傑出的人物，在當時卻鬱鬱不得誌，東漢的腐敗，也可見一斑。
小貼士
張衡發明的地動儀，在當時是具有世界意義的，歐洲一直到了19 世紀，才研發出相似的監測地震儀器。張衡的《靈憲》，更被看作東方天文科學成就的結晶，如日本、朝鮮等鄰國，曾一度把《靈憲》作為學校的教科書。
漢順帝登基後，很賞識張衡的才能，就提拔他當了侍中，也就是皇帝的機要秘書。張衡除了熱心科學外，也很有政治理想，他經常勸說漢順帝要勤政愛民，懲治腐敗，經常惹得漢順帝不高興。漸漸漢順帝也煩他了，外加一些掌權的宦官，也怕張衡揭發他們的罪惡，就上下勾結，把張衡打發到河間國（河北巨鹿一帶）去當相國了。