当热电偶冷端与热端有温度差时，在回路中便会产生热电势，这个热电势的大小、由热电偶的材料和冷、热端的温度差决定。根据这个原理，可以用热电偶来作温度计在用热电偶作温度计时，要对冷端温度随环境温度的变化进行补偿，才能使热电偶温度计的读数精确。下面介绍一种补偿电路，如图所示。
图中U\(_{R}\)0为热电势，U出为输出端对地的电位。从图U\(_{出}\)端子经R2、R\(_{4}\)、热电偶到地这一支路可看出：
U\(_{出}\)=UR2－U\(_{R4}\)＋UR0……（1）
从式（1）可看出这个电路的工作原理，就是要利用（U\(_{R2}\)-UR4）随温度的变化来补偿U\(_{R}\)0因冷端温度变化而产生的变化。这就是说，我们可以适当选择电阻R2和R\(_{4}\)的材料和阻值，使在温度为0℃时，（UR20-U\(_{R4}\)0）=0，这时根据（1）式，可得
U\(_{出}\)=（UR20-U\(_{R4}\)0）＋UR0=U\(_{R}\)0
在冷端温度为t℃时，U\(_{R}\)0变为URt，变化量为△U：
△U＝U\(_{R}\)0-URt
如果这时（U\(_{R2t}\)-UR4t）能等于△U，则根据（1）式可得出:
U\(_{出}\)=UR2t-U\(_{R4t}\)+URt
由于（U\(_{R2t}\)-UR4t）=△U=U\(_{R}\)0-URt，所以在t℃时
U\(_{出}\)=△U+URt=U\(_{R}\)0-URt+U\(_{R}\)=UR0
因此，U\(_{出}\)可保持不变，达到了补偿目的。
怎样选择电阻R\(_{2}\)和R4呢？先列出几个式子：
从图中电源电压V\(_{E}\)的分压电路可得
U\(_{R2}\)＝R2R\(_{1}\)+R2V\(_{E}\)……（2）
U\(_{R4}\)＝R4R\(_{3}\)+R4V\(_{E}\)……（3）
在规定使用温度范围内，热电势的变化是与温度成正比的，即
式中t为温度变化量，K为比例常数，视热电偶材料而定，我们选用φ0.3毫米的镍铬—镍铝热电偶，它的K=40μV/℃。上式也可写成
U\(_{R}\)0-URt=Kt……（4）
上面已谈到，U\(_{R}\)0-URt=△U=U\(_{R2t}\)-UR4t，所以可得
U\(_{R2t}\)-UR4t=Kt……（5）
把在t℃时的（2）（3）两式代入（5）式，得
取R\(_{1}\)》R2及R\(_{3}\)》R4，上式可简化为
现在，我们就可根据式（6）来求R\(_{2}\)了。我们选用钢丝作R2，它的温度系数为α=4.28×10\(^{-}\)3/℃；用锰—铜丝作R\(_{4}\)，它的温度系数为10-6/℃。R4的温度系数很小，可以忽略不计，也就是说R\(_{4}\)的电阻数值在一定范围内可认为不随温度变化。
在t℃时：
R\(_{2t}\)＝R20＋αtR\(_{2}\)0
R\(_{4t}\)=R40
代入式（6），得
取R\(_{1}\)=R3，并取R\(_{2}\)与R4在0℃时的阻值相等，即取R\(_{2}\)0=R40。这样，上式就可简化为
求解R\(_{2}\)0可得：
R\(_{2}\)0=R1KαV\(_{E}\)……（7）
我们取V\(_{E}\)=6.2伏，R1(=R\(_{3}\))取为6.2K，并把上述α、K数值代入（7）式，可算出R20=9.36欧，也就是说R\(_{2}\)和R4在0℃时的电阻为9.36欧。
图中还有个电阻R\(_{5}\)，它的数值为560欧，调整R5，可使R\(_{1}\)、R2等分压器上的V\(_{E}\)保持为6.2伏。R1、R\(_{3}\)、R5等电阻，可选用金属膜电阻。
这个电路在0°～45℃范围内，温度补偿误差小于1℃。（地仪）