上麵兩種儀器雖然都和太陽有關，但都不是直接用於天文觀測的。直接用於天文觀測的儀器，中國古代的發明也很牛。古人最早拿著看星星玩的應該是一種叫窺管的東西，其實就是一根直直的管子。用窺管看星星時，可以讓視力更加集中，且可以避免雜光的影響。孫悟空總是用手搭個涼棚，就是為了避免雜光。有一個成語“以管窺天”，就是用管子看天的意思，雖然這個成語和天文沒有什麼關係，和坐井觀天的意思差不多，但可以說明中國古代就有人喜歡拿著管子看天了。《周髀算經》：“即取竹空經一寸，長八尺，捕影而視之……”是在說利用窺管計算太陽直徑的事情，這就和天文分不開了。
還有一件非常重要的天文觀測儀器，那就是渾儀。渾儀是個什麼樣的儀器呢？
從外表上看，渾儀像一個空心球，由很多銅製的、不同大小的同心圓圈圈組成，這些圈圈有些是固定的，有些是活動的。活動的圈圈可以不動，也可以利用水流做動力，驅動這些圈圈轉動，轉動的速度與夜空上的星星同步。觀測時借助窺管，可以確定星體的移動，並且可以度量移動的角度。渾儀的原理來自渾天說。渾天說認為天像一個大彈丸，大地就如同雞蛋中的蛋黃，飄在天的中間，渾儀就是天空與大地的模擬器。渾天說其實不是張衡的原創，張衡是把這個學說更加係統化了。張衡不但把渾天說係統地進行了表達，他還親自製造渾天儀，就是記載中的“漏水轉渾天儀”。“漏水轉渾天儀”是利用古代的計時器銅壺滴漏計時，用水流作為動力驅動的一個非常複雜的天文儀器。一般認為，這個“漏水轉渾天儀”是用來演示天體運行的，不過李約瑟認為，“他用一種方法把演示和觀測兩者的效用結合起來了”。
中國的渾儀起源於何時，這也不是一件很容易確定的事情。從文字記載上看，首先是《尚書·堯典》中的一句話：“在璿璣玉衡，以齊七政。”司馬遷在《史記》裏這樣解釋這句話：“尚書曰，舜在璿璣玉衡，以齊七政。遂類於上帝，於六宗，望山川，遍群神。”意思是說舜帝用“璿璣玉衡”，了解日月五星（七政）的運行，以此祭祀上帝、六宗，祭祀可以讓遙遠山川裏的群神都知道。這個可以“齊七政”的“璿璣玉衡”到底是什麼司馬遷沒說清楚，鬧得古往今來爭論不休。在古代，對“璿璣玉衡”基本有兩種不同的解釋，一種認為是指北天的天極，一種則認為“璿璣玉衡”就是上古時代的渾儀。先秦的石申持前一種態度，他說：“璿璣，謂北極星也。玉衡，謂鬥九星也。”石申認為璿璣是北極星，玉衡是北鬥星。司馬遷似乎也比較讚成這個結論。不過有人認為“璿璣玉衡”就是指渾儀。東漢的馬融認為：“上天之體不可得知，測天之事見於經者，惟璣衡一事。璣衡者，即今之渾儀也。”他認為“璣衡”（即“璿璣玉衡”）就是渾儀。如果馬融說得對，那中國在舜帝的時代就已經會造渾儀了。根據曆史學家的推算，舜帝生活的年代距今有四五千年，那個時代是個啥樣子誰也說不清。可按照馬融的說法，那時候已經有人會玩渾儀了，所以很多人不敢相信。