Der Laborino besitzt unter anderem eine inertiale Messeinheit (engl. inertial measurement unit, IMU) zur Messung der Beschleunigung und  Rotationsgeschwindigkeit sowie ein Magnetometer zur Bestimung der Magnetfeldstärke jeweils in allen 3 Raumrichtungen. Während alle anderen Sensoren werksseitig kalibriert sind, müssen die drei Sensoren der IMU und des Magnetometers von Hand kalibriert werden. Andernfalls treten deutliche Messfehler von teilweise mehr als 10% auf! Hier stellen wir die Schritte vor, die nötig sind, um den Beschleunigungssensor, das Gyroskop und das Magnetometer zu kalibrieren. Das genaue Vorgehen ist bei jedem der drei Sensoren ein bisschen unterschiedich, aber trotzdem recht einfach. Die Kalibrierung ist typischerweise in rund 5 Minuten erledigt.

Für die Kalibrierung des Beschleunigungssensors nutzen wir die Tatsache aus, dass wir die Erdbeschleunigung vom 9,81 m/s² genau kennen. Wir können also die 3 Achsen des Beschleunigungssensors X, Y und Z jeweils einmal in positiver und einmal in negativer Richtung paralell zur Erdbeschleunigung ausrichten, die Beschleunigung mit dem Bescleunigungssensor messen und anschließend eine lineare Umrechnungsfunktion speichern, die die gemessenen Beschleunigungswerte in genau 9,81m/s² umrechnet.

Dazu gehen wir wie folgt vor: Zuerst müssen wir das Experiment mit dem kleinen⏵Symobol oben rechts in der Ecke starten. Nach dem Start des Experiments stellen wir den Laborino auf eine möglichst waagerechte Ebene und starten eine Kalibriermessung mit dem Button KALIBRIERE ACHSE. Etwa 5s lang misst der Laborino nun die Beschleunigung. Dabei ist es wichtig, dass der Laborino während dieser Zeit ruhig steht und nicht berührt oder bewegt wird. Nachdem die Messung beendet und der Status zurück auf Dein Laborino ist bereit! gesprungen ist, ist die Kalibrierung der ersten Achse abgeschlossen, was auch mit einem Häkchen (✓) hinter der entsprechenden Achse in der Liste angezeigt wird. Nun stellen wir den Laborino mit einer anderen der 6 Seiten seines Gehäuses auf die waagerechte Ebene und wiederholen die obigen Schritte bis alle 6 Achsen kalibriert sind. Erst dann kannst du das Experiment verlassen. Der Erfolg der Kalibrierung kann beispielsweise mithilfe des Bescheunigungs-Experiments überprüft werden. Solange sich der Laborino in Ruhe befindet sollte der Beschleunigungssensor unabhängig von seiner Lage genau die erwarteten 9,81 m/s² messen.

Während wir bei der Kalibrierung des Beschleunigungssensors die bekannte Erdbeschleunigung zu Hilfe nehmen konnten, gibt es im Alltag leider keinen Prozess mit einer gleichmäßigen Rotationsgeschwindigkeit, die ganz exakt bekannt ist. Wir wissen allerdings, dass das Integral über die Winkelgeschwindigkeit den Rotationswinkel ergeben muss und den Rotationswinkel können wir sehr genau bestimmen. Für eine Kalibrierung mithilfe der Integration der Rotationsgeschwindigkeit ist es allerdings besonders wichtig, dass kein Versatz von Null (Offset) auf den Messwerten ist, der die Kalibrierung systematisch verfälschen würde. Dementsprechend läuft die Kalibrierung so ab, dass zuerst der Offset des Gyroskops bestimmt wird d.h. es wird der Messwert ermittelt, den das Gyroskop misst während sich der Laborino in Ruhe befindet. Anschließend wird der Laborino während der Winkelkalibrierungsmessung um einen vorgegebenen Winkel um eine seiner drei Achsen X, Y oder Z gedreht.

Dazu starten wir das Experiment zunächst, indem wir auf das kleine⏵Symbol oben rechts in der Ecke tippen.  In dem Tab Kalibrierung der Ruhelage wird mit dem Button KALIBRIERE RUHELAGE die Offsetkalibrierung gestartet. Der Laborino liest nun etwa 5s lang Messwerte vom Gyroskop aus. Es ist wichtig, dass der Laborino während dieser Zeit nicht bewegt oder gedreht wird. Ist die Kalibrierung der Ruhelage abgeschlossen, wird dies mit dem Status Dein Laborino hat die Ruhelage kalibriert! angezeigt. Anschließend können wir mit der Winkelkalibrierung in dem nächsten Tab fortfahren. Bevor wir mit der Kalibriermessung starten, sollte der Laborino auf einer ebenen Fläche stehen und an einer unbeweglichen Wand oder Kante ausgerichtet werden. Nun starten wir mit dem Button STARTE WINKELKALIBRIERUNG die Kalibriermessung und drehen den Laborino ein Mal um 180° um eine seiner drei Achsen. Dabei kann die Ausrichtung an der Kante bzw. Wand vor und nach der Drehung sicherstellen, dass der Laborino um exakt 180° gedreht wurde. Außerdem ist es wichtig, dass die Drehung ausschließlich um eine der drei Achsen erfolgt. Das können wir sicherstellen indem wir den Laborino für die Drehung nicht anheben, sondern die Drehung um 180° vollführen während der Laborino auf der Fläche stehenbleibt. Ist die Drehung beendet, können wir die Kalibriermessung mit dem Button BEENDE WINKELKALIBRIERUNG beenden. Diese Winkelkalibrierung müssen wir nun noch für die verbleibenden beiden Achsen wiederholen, bis alle Achsen Winkelkalibriert sind. Erst dann  ist die Kalibrierung des Gyroskops abgeschlossen und du kannst das phyphox Experiment verlassen.

Ähnlich wie bei der Kalibrierung des Beschleunigungssensors können wir das Magnetometer an einem Magnetfeld mit bekannter Magnetfeldstärke kalibrieren. Dazu nutzen wir das Erdmagnetfeld. In Mitteleuropa beträgt das Erdmagnetfeld etwa 49µT. Das ist im Vergleich zu einem haushaltsüblichen Magneten, aber auch magnetisierten Metallteilen sehr wenig. Umso wichtiger ist es, dass der gesamte Kalibrierprozess in einem Abstand von mindenstens 1m zu allen Magneten und größeren Metallteilen durchgeführt wird. Andernfalls wird die Magnetfeldstärke von den Magneten oder magnetisierten Metallteilen beeinflusst und die gemessene Magnetfeldstärke ist auch nach dem Kalibrierprozess deutlich systematisch fehlerbehaftet.

Genauso wie bei der Kalibrierung des Beschleunigungssensors besteht die Kalibrierung daraus, dass wir alle 6 Seiten des Laborino Gehäuses einmal senkrecht zum Erdmagnetfeld ausrichten. Im Gegensatz zur Erdbeschleunigung, die natürlich genau senkrecht nach unten wirkt, ist die räumliche Orientierung des Erdmagnetfeldes nicht ganz trivial. In Deutschland tritt das Erdmagnetfeld aus Süden kommend in Richtung Norden mit einem Winkel von 60° bis 70° in die Erdoberfläche ein. Gegenüber dieser Richtung müssen wir alle 6 Seiten des Laborinos einmal ausrichten. Im Gegensatz zur Kalibrierung des Beschleunigungssensors stören wir die Kalibrierung nicht, wenn wir den Laborino bewegen. Deswegen reicht es eine einzige Kalibrierungsmessung zu starten, den Laborino während dieser Messung einmal mit allen 6 Richtungen zum Erdmagnetfeld auszurichten und anschließend die Kalibrierungsmessung zu beenden. Wenn du nicht genau weißt in welche Richtung das Erdmagnetfeld orintiert ist, kannst du den Laborino während der Kalibrierungsmessung ca. 30 bis 60s in alle möglichen Richtungen umher drehen. Bei einer ausreichend langen Messung können wir davon ausgehen, dass alle 6 Richtungen während der Drehung mal zuällig paralell zum Erdmagnetfeld ausgerichtet waren. Weil wir uns dabei aber nicht sicher sein können ist die erste Methode vermutlich genauer.