No período do Han do Leste, aconteceram abalos sísmicos frequentes em Luoyang, capital do país e nas suas proximidades. Foram registrados 33 terremotos entre o ano 89 e o ano 140, incluindo dois grandes terremotos no ano 119, que atingiram mais de 10 distritos causando grandes perdas materiais e humanas. O imperador considerava os desastres naturais como castigo do “Céu” e aumentou os impostos à população para realizar grandiosas cerimônias rituais em homenagem ao imperador celestial. Zhang Heng, que dedicava-se aos estudos da astrologia, calendário e matemática, não acreditava nos boatos supersticiosos sobre os abalos sísmicos e achava que estes eram fenômenos da Natureza. E intensificou seus estudos.

Zhang Heng observava e registrava todos os terremotos e analisava os seus motivos. Após vários anos de observação e teste, produziu em 132 um cata-vento de terremoto, o primeiro sismógrafo do mundo.

O aparelho de Zhang Heng consistia em uma jarra de vinho feita de bronze, de cerca de um metro de diâmetro. Em torno da jarra havia oito cabeças de dragão, cada qual com uma bola. No chão, em torno da jarra, eram colocados oito sapos com as bocas abertas. Durante um tremor de terra, uma das bocas de dragão se abria e deixava cair a bola na boca do sapo. A localização do dragão que soltasse a bola indicava a direção de onde provinha o tremor, e em seguida o aparelho se fechava automaticamente, para que nenhuma outra bola fosse solta; obtinha-se, então, uma indicação permanente.

Em 133, ocorreu um terremoto em Luoyang. O cata-vento de terremoto previu com exatidão o tremor de terra. Nos quatro anos posteriores, houve outros três terremotos na região e todos foram registrados sem falta pelo aparelho de Zhang Heng. Um dia de fevereiro de 138, Zhang Heng descobriu que o dragão do oeste deixou cair a bola na boca do sapo, mas ninguém sentiu o tremer da terra. Alguns eruditos, por isso, começaram a duvidar a exatidão do aparelho de Zhang Heng, dizendo que ele só podia fazer previsão dos tremores de terras das regiões próximas de Luoyang. Alguns dias depois, um enviado da província de Gansu, oeste do país, chegou à capital comunicando ao imperador a ocorrência de um terremoto na província. Nesse momento, todas as pessoas acreditaram nos estudos de Zhang Heng e no seu aparelho. A partir da época, a China começou a utilizar o aparelho para prever e registrar os terremotos.