Le calcul des paramètres rhéologiques sous forme d'unités absolues qui sont indépendantes de la géométrie de mesure individuelle utilisée, à partir des données brutes mesurées par le rhéomètre, n'est possible que si des géométries de mesure absolues standardisées (systèmes de mesure) sont prises en compte. Mesures géométriques  absolues  incluent :  

• Cylindre concentrique CC
• cone-and-plate CP
• plaques parallèles PP
• Double entrefer (DG)
• et systèmes de mesure selon ISO 3219-2 et DIN 53019.

Par exemple : Un liquide est testé en utilisant deux géométries de cylindre de norme ISO de tailles différentes. En raison de la plus grande surface de cisaillement de celui-ci, le rhéomètre mesure une valeur de couple plus élevée bien que la même vitesse de rotation ait été prédéfinie. Néanmoins, finalement la même valeur de viscosité est calculée à partir des deux données brutes différentes, car il existe différents facteurs de conversion pour les deux géométries de mesure afin de calculer la même valeur de contrainte de cisaillement à partir des différentes valeurs de couple. Les valeurs déterminées par la géométrie plus grande peuvent être comparées aux valeurs déterminées par la géométrie plus petite. Cependant, lors de l'utilisation de géométries de mesure relatives, les conditions de cisaillement ne sont dans la plupart des cas pas aussi clairement définies que nécessaire pour une analyse rhéologique précise.

Lors de l'exécution de tests de rotation utilisant des géométries de mesure relatives, les fluides s'écoulent souvent de manière inhomogène, montrant des effets d'écoulement secondaires comme un écoulement turbulent avec des tourbillons au lieu de l'écoulement laminaire souhaité, ou des effets dépendants du temps se produisent, tels que des effets d'écoulement transitoires. Dans ces cas, il est impossible de calculer les valeurs de taux de cisaillement à partir des données brutes, car avec des géométries relatives, ni la géométrie ni la dimension de l'espace de cisaillement ne répondent aux conditions standard requises (selon ISO 3219-2 ou DIN 53019). Ainsi, les valeurs de viscosité ne peuvent pas être calculées, point de mesure par point de mesure, selon la loi de Newton, puisque les valeurs de taux de cisaillement définies ne sont pas disponibles du tout. En d'autres termes :

Lors de l'utilisation de géométries de mesure relatives avec des tests de rotation, les conditions de cisaillement requises pour déterminer les valeurs de viscosité de cisaillement des liquides ne sont pas remplies, par exemple sous la forme d'un écoulement laminaire.

De plus, lors de la réalisation de tests oscillatoires, de tests de fluage et de tests de relaxation utilisant des géométries de mesure relatives pour déterminer le comportement viscoélastique des gels, des pâtes et des solides, les conditions de cisaillement requises ne sont pas exactement définies. Si l'échantillon montre un comportement viscoélastique, le processus de cisaillement sera inhomogène. Dans ce cas, les valeurs suivantes ne peuvent pas être calculées exactement :

• viscosité
• Module de cisaillement
• valeurs basées sur la loi de viscosité (selon Newton)
• valeurs basées sur la loi de l'élasticité (selon Hooke)
• valeurs basées sur les relations de Maxwell, Kelvin/Voigt et Burgers
• valeurs définies selon les normes ISO et DIN

Des valeurs de déformation définies sont nécessaires pour calculer ces valeurs et avec des géométries relatives, ni la géométrie ni les dimensions de l'écart de cisaillement ne répondent aux conditions requises pour un calcul précis. En d'autres termes :

Lors de l'utilisation de systèmes de mesure relatifs, les conditions de cisaillement requises pour déterminer les valeurs absolues des paramètres décrivant les propriétés rhéologiques des échantillons viscoélastiques ne sont pas remplies, par exemple sous la forme d'un comportement de déformation homogène dans tout l'écart de cisaillement.

Il existe de nombreux systèmes de mesure relatifs disponibles. Certains ont été conçus pour une application spécifique, d'autres sont plus généralement applicables. Les sections suivantes décrivent les différentes géométries et leurs applications.

Lorsque des effets comme le glissement du mur se produisent sur les surfaces d'une géométrie de mesure, il est utile de prendre un système avec une surface rugueuse au lieu de la surface généralement lisse et polie afin de garantir l'adhérence entre l'échantillon et le mur de la géométrie de mesure. Des échantillons typiques qui sont bien adaptés à la mesure avec des géométries de surface rugueuses sont :

• Mayonnaise
• Crème pour les mains
• Beurre de cacahuètes
• Lubrifiants, graisses et cires

En général, des géométries à plaques parallèles avec des surfaces sablées sont utilisées. En comparaison : Dans l'ISO 6721-10 pour les surfaces à plaque lisse, une rugosité maximale de 0,25 µm est recommandée. Avec des surfaces modifiées, soit seule la surface de la plaque tournante est rugueuse, soit les deux surfaces sont rugueuses (à la fois la plaque supérieure et la plaque inférieure stationnaire). Pour tous les échantillons contenant de l'huile et des graisses, il est recommandé d'utiliser des surfaces sablées pour au moins cette partie de la géométrie de mesure qui est mise en mouvement. Cela s'applique donc à de nombreux échantillons des industries pharmaceutique, cosmétique, médicale et alimentaire ; et il est également valable pour de nombreux produits pétrochimiques tels que les graisses lubrifiantes, les cires et les vaselines. Pour des échantillons très glissants et pour des matériaux présentant un glissement interfacial ou des effets de glissement le long des surfaces externes, et pour des solides rigides glissants, il est parfois nécessaire d'utiliser une géométrie de mesure avec une surface profilée ou dentelée, par exemple lors de l'essai de gels, cires, élastomères, caoutchoucs ou fromage dur. Souvent, seul le rotor est profilé. Cependant, pour mesurer des matériaux ayant une forte tendance à glisser, le résultat du test sera considérablement amélioré lorsque qu'une partie stationnaire profilée de la géométrie de mesure est également utilisée. Parfois, même des systèmes de cylindres sont utilisés avec des bobs ayant des surfaces sablées, et rarement aussi les tasses ont des surfaces sablées, ou les bobs sont fraisés dans le sens de la longueur (voir Figure 1, n° 3) ou sous forme de lignes spirales (Figure 1, n° 4).

Les utilisateurs de rhéomètres travaillant dans des domaines scientifiques doivent être conscients de ce qui suit : Toutes les surfaces qui ne sont pas lisses perturbent les conditions d'écoulement laminaire et, par conséquent, des conditions d'écoulement turbulent peuvent être générées, provoquant des tourbillons dans la couche limite entre l'échantillon liquide et la surface de la géométrie de mesure. Cependant, puisque l'écoulement laminaire est une condition préalable à la validité de la loi de viscosité, les résultats obtenus avec des surfaces rugueuses doivent être considérés comme des valeurs relatives en principe. Cela est vrai même si les données de mesure obtenues sont parfois assez similaires à celles obtenues lors de l'utilisation de surfaces lisses. La différence entre les résultats est parfois à peine perceptible, notamment dans des conditions de faible cisaillement, c'est-à-dire en dessous du taux de cisaillement de 1 s-1. Cependant, les effets peuvent être significatifs lors de la détermination des valeurs de la contrainte d'écoulement et de la contrainte de fluage, lors de la mesure dans la zone d'écoulement, et lors de la réalisation de tests LAOS (zone d'écoulement, par exemple pour des balayages d'amplitude entre la contrainte d'écoulement et la contrainte de fluage).

Avec les géométries de broche, les résultats des tests sont souvent spécifiés sous la forme d'une valeur de couple relatif M_rel avec l'unité [%] liée au couple maximal du viscosimètre utilisé. Certains utilisateurs mentionnent simplement les valeurs de la lecture du cadran (DR) alors. Pour la plupart des broches, la contrainte de cisaillement peut être calculée à partir du couple mesuré puisque la géométrie et la taille de la zone de cisaillement sont connues. Le taux de cisaillement, cependant, n'est pas défini, et il n'existe pas d'écart de cisaillement étroit comme pour les géométries de mesure standard selon l'ISO 3219-2 ou la DIN 53019. Pour l'analyse, l'écart de cisaillement est donc qualifié « d'infiniment large » , c'est-à-dire que le rayon de la tasse R est supposé être : R = infini. Les conditions géométriques sont, par exemple, appelées un "axe plongeant dans une mer infinie de fluide" ^[5], par exemple lors de la mesure dans un bécher en verre typique de 600 mL montrant un diamètre intérieur de 85 mm. Pour cette raison, des conditions de cisaillement homogènes sur l'ensemble de l'échantillon ne peuvent pas être garanties. De plus, lors de l'utilisation d'un axe en forme de disque, la longueur cylindrique de l'espace de cisaillement correspond en fait juste à l'épaisseur très petite du disque qui est souvent de seulement 2 mm. Dans ce cas, une dimension d'écart de cisaillement utile ne peut pas être spécifiée. En raison de cela, ces types de géométries de mesure produisent des effets de bord plus incalculables et, par conséquent, des conditions d'écoulement plus turbulentes montrant des tourbillons que des conditions d'écoulement laminaire.

Lors de l'utilisation  de broches (selon ISO 2555), les valeurs de viscosité ne sont pas des valeurs absolues mais des valeurs relatives.

Selon la loi de viscosité (selon Newton), il n'est pas possible de calculer les valeurs de viscosité sans des valeurs de taux de cisaillement définies. Par conséquent, les spécifications de viscosité qui sont basées sur des tests effectués avec ces types de broches sont des valeurs de viscosité relative et doivent être qualifiées comme telles, ou qualifiées comme des valeurs qui dépendent de l'instrument ou du système de mesure utilisé. Comparer des valeurs déterminées avec des broches et spécifiées en mPa.s ou Pa.s avec des valeurs de viscosité absolue mesurées à l'aide de géométries de mesure absolues entraînera, dans presque tous les cas, des écarts en raison des raisons ci-dessus. Après de nombreux tests comparatifs, il pourrait être possible de trouver une certaine corrélation approximative entre les résultats des tests obtenus avec un axe individuel et un système de mesure ISO individuel. Cependant, dans ce cas, la corrélation ne s'applique qu'à ces deux géométries de mesure et uniquement pour cet échantillon de liquide individuel utilisé, et même alors seulement si ce fluide présente un comportement d'écoulement idéalement visqueux. La comparabilité ne peut pas être attendue pour les matériaux non newtoniens, et cela compte particulièrement pour les différentes vitesses de rotation. Si des formules de conversion sont données dans la littérature, elles sont basées sur des tests empiriques qui sont effectués dans une plage limitée de vitesses de rotation qui a été choisie individuellement pour un certain groupe d'échantillons d'un certain domaine d'application. Ces types de formules ne devraient pas être surestimés car dans la plupart des cas, elles ne sont utiles que pour une estimation approximative du comportement rhéologique d'un échantillon.

Les fuseaux de Krebs sont utilisés pour des tests de routine simples dans l' industrie des revêtements , par exemple selon ASTM D562 pour les peintures ^[6]. Le fuseau de Krebs se compose d'un agitateur avec deux lames, c'est-à-dire qu'il a un arbre auquel sont fixées deux lames d'agitation en forme de palette, chacune mesurant environ 24 mm (longueur) et 8 mm (largeur ; voir Figure 3, à droite). Par conséquent, certains utilisateurs l'appellent un "système de pagaie".

Des broches et des rotors sous forme de broches et d'aubes sont utilisés lors de l'essai de matériaux pâteux qui ne s'écoulent pas de manière homogène, ou avec des échantillons contenant de grosses particules. Par conséquent, en principe, pour ce type de systèmes, il est vrai que les valeurs de taux de cisaillement ne peuvent pas être calculées. Ainsi, les résultats des tests doivent généralement être spécifiés en termes de données brutes, c'est-à-dire en tant que vitesse de rotation n en [min^-1] et en tant que couple relatif M_rel en [%]. Les rotors à goupille se composent de plusieurs goupilles vissées à angle droit sur l'axe de rotation. Exemples : broches montrant 6 broches, chacune avec une longueur de 20 mm ou 50 mm et une épaisseur de 1 mm ou 2 mm (voir Figure 3, centre) ^[3]. Ces types de rotors sont également connus sous le nom de « broches à pâte » (ou RS). Pour les broches de vanne, plusieurs ailettes rectangulaires sont fixées radialement à l'arbre (voir Figure 3, à gauche), ^[3]. Des exemples sont des broches montrant 4 ou 6 ailettes avec une épaisseur de 1,5 mm, la longueur de l'ailette L et le diamètre de la broche d (tous en mm) montrant L/d = 25/13, 43/22, 69/34, ou 9/10, 16/22, 60/40. Ces types de broches et des similaires sont également connus sous le nom de « flag impeller » (ou FL). Cependant, lors de l'utilisation d'un rotor à palettes à des vitesses de rotation élevées, il existe un risque que la partie de l'échantillon située entre les zones de palettes ne soit pas du tout coupée, et qu'un comportement de déformation inhomogène, "plastique", puisse se produire. Dans ce cas, tout le matériau d'échantillon enfermé entre les zones de l'aile pourrait simplement tourner sous la forme d'un cylindre non déformé.

Les aliments comme le yogourt et d'autres produits laitiers, desserts, et sauces ont souvent une structure de gel inflexible. Cette structure tridimensionnelle pourrait déjà être détruite lors de l'immersion d'un bob d'un cylindre standard commun mesurant la géométrie ou par la procédure de réglage de l'écart lors de l'utilisation d'un système à plaques parallèles. Pour ce type d'échantillons, il est souvent préférable de sélectionner un système à aubes pour les raisons suivantes :

1. Les axes de vanne peuvent être immergés dans des échantillons sensibles à la cisaillement sans changer significativement leur résistance structurelle. Par exemple, une mesure peut être effectuée directement dans un récipient en verre ou dans une canette (“in situ”), immédiatement après la production de l'échantillon et le processus de remplissage dans les conteneurs.
2. Puisque les rotors à aubes n'ont pas de parois cylindriques lisses comme les poids de mesure standard, le glissement des parois pourrait être évité, par exemple, lors de la détermination du point de rendement et du point d'écoulement. En général ici, la méthode de couple contrôlé est sélectionnée. Cependant, il convient de prendre en compte que les valeurs mesurées sont généralement des valeurs relatives, et doivent donc être présentées uniquement en termes de données brutes. Cela signifie : Pour les tests de rotation, les éléments suivants doivent être affichés dans les diagrammes : les angles de déviation φ [rad] ou les vitesses de rotation n [min^-1] par rapport au couple M [mNm] ou les valeurs de couple relatives M_rel en [%], respectivement ; et pour les tests oscillatoires, les éléments suivants doivent être montrés : φ et les angles de décalage de phase δ [°] par rapport à M.

Système spécial de système de mesure, développé pour les tests sur les dispersions semi-solides contenant des particules pouvant atteindre 5 mm de diamètre. ^{[7; 1]} Les échantillons typiques sont :

• Sauce pour pâtes contenant de la viande ou des morceaux de tomate
• Matériaux multi-phases contenant de grandes particules ou des fibres telles que matériaux de construction, mortiers, plâtres, adhésifs pour carreaux en céramique
• Des dispersions à grain grossier montrant des effets de séparation ou de glissement sur paroi lors des tests, par exemple pour étudier le fluage et l'écoulement de boues, vases, et sol, pour des investigations géologiques afin de simuler le comportement des glissements de terrain et des avalanches ou de la solifluxion.
• Confiture ou marmelade contenant des morceaux de fruit
• Fromage fondu avec par exemple des granules d'amidon

Ces types de “systèmes de mesure de balles” se composent de rotors spécialement conçus et d'une tasse avec un diamètre intérieur d'environ 115 mm pour un volume d'échantillon d'environ 500 mL (voir Figure 4). Les rotors sont conçus comme suit :

• Un bras de longueur L₁ est monté radialement sur l'arbre du rotor, projetant à un angle droit.
• À l'extrémité extérieure de ce bras, une goupille de longueur L₂ est montée à angle droit pointant vers le bas
• à l'extrémité de cette broche, il y a une sphère avec le diamètre d (appelée boule).

Les billes avec les diamètres suivants sont généralement utilisées (toutes les dimensions en mm) : d = 15/12/8 ; la longueur du bras L₁ est comprise entre 35 et 40, et la longueur de la broche L₂ = 30 environ. Avec le rotor en mouvement, la balle est entraînée à travers l'échantillon sur un chemin circulaire montrant le rayon L1. Pendant la première rotation et seulement pendant celle-ci, la bille entre dans le matériau non cisaillé, qui n’est pas encore débarrassé des particules. Cependant, même en effectuant une seule rotation complète, il est possible d'obtenir une courbe de débit sur plusieurs décennies de la vitesse de rotation si un rhéomètre est utilisé qui est capable de contrôler la vitesse très rapidement à chaque point de mesure individuel , par exemple dans la plage de vitesse de n = 0,001 à 10 min^-1.

La figure 5 montre certains systèmes de mesure relatifs qui sont utilisés dans les laboratoires industriels comme agitateurs pour des dispersions, par exemple, dans l'industrie de la construction et de l'alimentation.