电位差计以补偿法原理构成测量电压或电动势。

由补偿法原理可知：电位差计应具有一个可调节大小，且电压值可准确读数的补偿电压EP和一个检流计。在电位差计中，利用精密可调电阻，通以标准化工作电流构成EP，调节电位器RC，可以改变工作电流的大小。标准电阻Rn和标准电池En用来检测工作电流，精密变阻器RA和RB用来调节补偿电压。G为检流计。电位差计的工作回路由工作电池E，工作电流调节电位器RC，精密变阻器RA、RB和标准电阻Rn构成。先将开关K扳向标准一边，调节工作电流调节电位器RC，当工作电流I在标准电阻Rn上的电压IRn和标准电池的电动势相等时，检流计指零。或者说：当检流计指零时，标准电阻上的电压IRn和标准电池的电动势相互补偿：IRn=En，此时的电流为：

校准的工作电流In称为标准化工作电流。

工作电流校准后，将开关K扳向未知端，使检流计接入测量回路中，测量未知电动势EX。调节变阻器RA和RB，改变EP=InRP的大小，当检流计指零时，即有

仪器在生产过程中，已直接把电阻的变化转化为相应的电压，标在刻度盘上。因此，EP可直接从电位差计的刻度盘上读出。