Signál, který se snímá z nosníku, umožňuje určit pouze jeho koncovou výchylku z. To postačuje pro mapování povrchu v režimu konstantní síly i pro kvalitativní spektroskopii sil. V případě potřeby kvantitativní charakterizace je nutno určovat i příslušnou sílu, proto je třeba nosník nakalibrovat – určit jeho konstantu tuhosti k. Z té pak lze určit sílu dle vztahu F=kz. Teoreticky je k dána rozměry a materiálovými vlastnostmi nosníku a měla by být stejná pro jeden typ nosníku, ale v praxi je obtížné dodržet stejné vlastnosti i u jedné sady nosníků, natož v typové řadě (především se liší tloušťka nosníků), proto je kalibrace nezbytná. Rozhodně se nedoporučuje spoléhat na nominální hodnoty udávané výrobcem.
Pro kalibraci nosníku se používá několik metod, využívajících různých principů i modelů nosníku:
- Nosník se aproximuje lineární pružinou a ze změřené rezonanční frekvence fr se spočítá k=m(2πfr)2, kde m je hmotnost nosníku, kterou musíme znát velmi přesně (náročný požadavek).
- Obdobně jako v předchozím případě použijeme model pružiny, ale s efektivní hmotností závislou na tvaru (pro obdélníkový průřez m∗=0,24m). Přidáme-li na konec nosníku hmotnost M, je jeho rezonanční frekvence fr′=1/(2π)√(k/(M+m∗)), speciálně pro M=0 lze psát fr∼t/(2πl2)√(E/ρ), a posléze přepsat do tvaru M=k(2πfr′)-2-m∗. Z této lineární závislosti M–(2πfr′)-2 lze pak určit k.
Experimentálně se měření provede přidáním malé kuličky (např. z wolframu) na stranu hrotu pomocí mikropipety, využívá se síly menisku nebo se kulička přilepí a započte se i hmotnost lepidla. K výpočtu hmotnosti se použije hustota materiálu a poloměr kuličky, obojí má vliv na přesnost metody, další vliv má přesnost umístění kuličky. Při realizaci nemusíme znát hmotnost nosníku, ale metoda může být destruktivní.
- Další možností je určení tuhosti z tepelného pohybu. Vztah, který byl uveden dříve, obsahoval konstantu k. Změřením střední amplitudy tepelného pohybu lze tedy k stanovit. Metoda je vhodná jen pro měkké nosníky (k<0,05 N/m), protože amplituda kmitů je jinak velmi malá. Problémem metody může být určení lokální teploty a zahrnutí vyšších modů kmitání (chyba až 30%). Dalším problémem může být citlivost optické detekce na ohyb (dz)/(dx), který je závislý na tvaru módu.
- Tuhost se dá určit také pomocí statického zatížení. Na nosník zavěsíme kuličku a určíme ohybový signál vlivem její tíhy. Abychom odstranili neurčitost nezatížené polohy, nosník obrátíme a změříme ohnutí na druhou stranu, čímž získáme výchylku X (v nA). Známe-li hustotu ρ a poloměr R kuličky, lze určit tuhost pomocí k=(8π)/3ρR3g(cn)/X, kde g je tíhové zrychlení a cn převodní koeficient sensoru.
- Kalibrovat lze i porovnáním se standardem, který působí proti nosníku. V případě aktivního standardu se používá přesný pohybový člen, který definovaným způsobem tlačí na nosník a ohýbá jej, v případě pasivním je hrot vtlačován buď proti pevnému povrchu, nebo proti druhému nosníku známých vlastností.
- Mezi kalibrace lze zařadit i matematické metody, které počítají tuhost nosníku např. pomocí metody konečných diferencí a udávají její závislost na geometrických rozměrech a modulu pružnosti E. Zde ovšem musíme uvažovat tvar nosníku. Nejjednodušší je případ obdélníkového nosníku, pro který máme k=(Et3w)/(2l3). Nosníky tvaru V se zpravidla uvažují jako dva paralelní obdélníkové nosníky a zavádí se korekce pro úhel Θ mezi rameny, k=(Et3w′)/(2l3)(cosΘ)/(1+4((w′)/b)3(3cosΘ-2)), kde w′ je šířka ramene rovnoběžně se základnou a b je šířka celého nosníku v základně.
V případě mikroskopie laterální síly je nutno kalibrovat i laterální konstantu tuhosti kl, což je obecně složitější a provádí se pomocí řízeného zkrucování nosníku působením síly mimo podélnou osu nosníku. Postupovat lze rovněž matematicky, laterální tuhost obdélníkového nosníku je dána vztahem kl=(Gt3w)/(3lh2), kde torzní modul je G=E/(2(1+ν)).