多年前，文臣苏颂极尽巧思，耗时七年，集合宫中名匠，将三者联为
体，造出座水运仪象台。
台高三丈五尺，分三层。最顶上层是座铜浑仪，外有赤道、黄道圈环转动，内有窥管，用以观测天象，上有木顶，可随雨晴开闭；中间层是间封闭密室，内设架浑象、个巨大铜圆球体，外有子午圈、赤道圈、地平圈等，上绘星辰及刻度，不断旋动，演示星辰移转；下层则是部报时机械，分为四阁，分别报正时、时辰、时刻、日暮昏晓等。每时辰、每刻，分别有紫衣、红衣、绿衣木偶，或摇铃、或敲鼓、或击钲、或举牌，报知时刻。
最精妙处在于，浑仪、浑象、报时这三层机械由同套齿轮机械牵动，而齿轮机械则由流水引动。
中央枢轮上有七十二根木辐，上挂三十六个小水斗，枢轮顶上巧设
个擒纵机关，卡住枢轮。台边有组漏壶，上面是注水壶，下面是泄水壶，当水注满，泄水壶便溢出，水流入枢轮上三十六个小水斗中
个，水斗下坠，牵动链杆，拨开机关，枢轮便转动格。中轴也随之旋转，从而引动其他机轮转动。木人依次准时报时，浑象、浑仪匀速运转。而枢轮水斗中水则倾入底下只退水壶中，用套打水装置，将水又引回注水壶里，循环往复，运转不休。
这座水运仪象台堪称自古以来神思奇巧集大成巅峰之作。张用父亲当年应召参与其中木器制作。他常跟张用讲说此事，张用自幼就神往之极。但天象事关国运，民间严禁修习天文。仪象台藏于司天台，是朝廷禁地，张用更无缘得见。苏颂曾著有部《新仪象法要》，详细记述这座水运仪象台制作细目，但此书也藏于秘阁，介布衣，哪里读得到？
为能亲眼瞧瞧这座水运仪象台，张用甚而想读书应考，进入司天监。他父亲见儿子自幼颖悟，原也想让他读书应举、改换门庭，便延请儒士，教张用习字读书。张用书倒是爱读，却偏好老庄放达任性，受不得儒经礼教那等严苛迂板，再眼见耳闻仕途上诸多无趣凶险，读几年书便倦。他想：苏颂再睿哲巧思，也不过个凡人，他做得，
为何做不得？
于是，他四处寻访当年参与营造水运仪象台工匠，向他们打问其中细目。那些工匠大多已经老迈昏聩，甚而亡故。即便有记得，也大多只是奉命制作某部件，并不明白其中道理。张用只拼凑出个大致样貌，他想这已够。
父母相继亡故后，再没有人管束，他便细循其理，边构画精研，边动手制作。
造这仪器要铜，铜却极难买到，就算买得到，也要炼铜铸模。于是，他就去学炼铜法。他从《淮南万毕术》中读到句，“曾青得铁，则化为铜”。曾青是胆矾，把铁浸在胆矾水中，能化为铜。他又向些铜匠打问，饶州、信州果然在用这“胆矾法”炼铜，把生铁锻成薄片，浸渍在胆矾水里，几天后，铁片上生出层赤煤，刮取下来
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