電位差計以補償法原理構成測量電壓或電動勢。

由補償法原理可知：電位差計應具有一個可調節大小，且電壓值可準確讀數的補償電壓EP和一個檢流計。在電位差計中，利用精密可調電阻，通以標準化工作電流構成EP，調節電位器RC，可以改變工作電流的大小。標準電阻Rn和標準電池En用來檢測工作電流，精密變阻器RA和RB用來調節補償電壓。G為檢流計。電位差計的工作回路由工作電池E，工作電流調節電位器RC，精密變阻器RA、RB和標準電阻Rn構成。先將開關K扳向標準一邊，調節工作電流調節電位器RC，當工作電流I在標準電阻Rn上的電壓IRn和標準電池的電動勢相等時，檢流計指零。或者說：當檢流計指零時，標準電阻上的電壓IRn和標準電池的電動勢相互補償：IRn=En，此時的電流為：

校準的工作電流In稱為標準化工作電流。

工作電流校準后，將開關K扳向未知端，使檢流計接入測量回路中，測量未知電動勢EX。調節變阻器RA和RB，改變EP=InRP的大小，當檢流計指零時，即有

儀器在生產過程中，已直接把電阻的變化轉化為相應的電壓，標在刻度盤上。因此，EP可直接從電位差計的刻度盤上讀出。