Kalibrierung bezeichnet in den Werkstoffwissenschaften den systematischen Abgleich eines Mess- oder Simulationssystems mit definierten Referenzen, um eine nachvollziehbare und quantifizierbare Zuordnung zwischen Signal und physikalischer Größe herzustellen. Sie ist Voraussetzung für vergleichbare Werkstoffkennwerte, belastbare Modellierung und normgerechte Qualitätssicherung.

Experimentell umfasst die Kalibrierung z.B. Kraft‑, Weg‑, Dehnungs‑, Temperatur‑ oder Dichte‑Sensoren. Typisch ist die Erstellung von Kalibrierungskurven, die das Ausgangssignal (z.B. Spannung eines Dehnungsmessstreifens) einer bekannten Größe (z.B. Dehnung) zuordnen. Nichtlinearitäten, Hysterese, Temperatur- und Zeitabhängigkeiten werden dabei explizit berücksichtigt. Spezielle Verfahren wie die Mikrotropfen‑Kalibrierung werden etwa in der Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung eingesetzt.

Auf Modellseite bedeutet Parameterkalibrierung bzw. Materialparameterekalibrierung die Identifikation der Parameter konstitutiver Modelle (z.B. Elastizitätsmodul, Verfestigungsparameter, Viskositätskoeffizienten) aus Messdaten. Diese Modellkalibrierung erfolgt häufig mittels inverser Verfahren und Optimierungsalgorithmen (Least-Squares, Bayes’sche Ansätze), um Unsicherheiten zu quantifizieren und Korrelationen zwischen Parametern aufzulösen.

Kalibrierstrategien reichen von einfachen Ein‑Punkt‑Kalibrierungen bis zu mehrstufigen, multiskaligen Konzepten, bei denen verschiedene Experimenttypen kombiniert werden. Methoden wie matrixangepasste Kalibrierung (z.B. in der Analytik komplexer Werkstoffsysteme) adressieren Matrixeffekte und erhöhen die Genauigkeit.

Für eine wissenschaftlich belastbare Kalibrierung sind Rückführbarkeit auf Normale, Unsicherheitsanalyse und regelmäßige Rekalibrierung essenziell. Nur so lassen sich experimentelle Daten und Simulationsresultate zwischen Laboren, Prozessen und Zeitskalen konsistent vergleichen.