ZC-8接地电阻测量仪是根据补偿法原理制成的，以手摇交流发电机为电源，其工作原理如图所示。在图(a)中，TA是电流互感器，F是手摇交流发电机，Z是机械整流器或相敏整流放大器，S是量程转换开关，G是检流计，Rs是电位器。仪表有三个接地端子，分别是接地端子E(E端子被仪表内部的电位辅助端子P2和电流辅助端子C2短接)、电位端子Py和电流端子C)。
将每个按钮通过一个探针插入地面指定的距离，测量连接到E和P)的按钮之间的土壤电阻。为了扩大测量范围，在电路中接入两组不同的分流电阻R1 ~ R3和R5 ~ R8，实现电流互感器二次电流I2和检流计支路的三档分流。分流电阻的切换由量程转换开关S完成，转换开关对应三档，分别为0 ~ 1. 1 ~ 10和10 ~ 100。
将图(A)中的电路简化，绘制成实测原理图，如图(B)所示。图中E’为接地极，P’为电位接地极，C’为电流接地极。它们分别连接到E和P1、C1端子按钮，并插入到距离接地极不小于20m和40m的土壤中。
假设手摇交流发电机F在某一时刻输出交流电，其左端处于高电位，此时电流J经过电流互感器一次侧端子E接地体E大地电流接地极C端子C1，再返回手摇交流发电机右端，形成闭合回路。在E的接地电阻Rx上形成的电压降IRx随着离E极的距离而急剧下降，在P极下降到零。同样，两个电极之间也会有电压降P 还有C IRc的值，电位分布如图(B)所示。
电流互感器的二次电流为KI(K为互感器的变比：I2/I1)，通过电位器S点KIRs的压降。借助于调节电位器的可动触点W，检流计指示为零。此时，两点之间的电势P 并且S是零，即：
从式(8-2)可以看出，测得的接地电阻Rx可以由电流互感器的与电位器的电阻R之比来确定，而与电流接地极C的电阻R无关用上述原理测量接地电阻的方法称为补偿法。
需要指出的是，电流接地电极C 用于形成接地电流的路径。如果只有一个电极，测量结果必然包含接地体的接地电阻E ，这显然是不正确的。还需要指出的是，测量接地电阻一般采用交流电，因为土壤的导电性主要取决于地下电解质的作用，如果采用DC，会引起化学极化，严重扭曲测量结果。
