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Cada investigador que realiza un experimento y obtiene un resultado particular tiene que hacerse la pregunta: "¿Puedo hacer eso de nuevo?" La repetibilidad es una medida de la probabilidad de que la respuesta sea sí. Para calcular la repetibilidad, realiza el mismo experimento varias veces y realiza un análisis estadístico de los resultados. La repetibilidad está relacionada con la desviación estándar, y algunos estadísticos consideran los dos equivalentes. Sin embargo, puede ir un paso más allá y equiparar la repetibilidad a la desviación estándar de la media, que se obtiene dividiendo la desviación estándar por la raíz cuadrada del número de muestras en un conjunto de muestras.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
La desviación estándar de una serie de resultados experimentales es una medida de la repetibilidad del experimento que produjo los resultados. También puede ir un paso más allá y equiparar la repetibilidad a la desviación estándar de la media.
Cálculo de repetibilidad
Para obtener resultados confiables para la repetibilidad, debe poder realizar el mismo procedimiento varias veces. Idealmente, el mismo investigador realiza el mismo procedimiento utilizando los mismos materiales e instrumentos de medición en las mismas condiciones ambientales y realiza todos los ensayos en un corto período de tiempo. Una vez que finalizan todos los experimentos y se registran los resultados, el investigador calcula las siguientes cantidades estadísticas:
Media: La media es básicamente el promedio aritmético. Para encontrarlo, sumas todos los resultados y divides por el número de resultados.
Desviación Estándar: Para encontrar la desviación estándar, resta cada resultado de la media y eleva al cuadrado la diferencia para asegurarse de tener solo números positivos. Resume estas diferencias al cuadrado y divide entre el número de resultados menos uno, luego toma la raíz cuadrada de ese cociente.
Desviación estándar de la media: La desviación estándar de la media es la desviación estándar dividida por la raíz cuadrada del número de resultados.
Si considera que la repetibilidad es la desviación estándar o la desviación estándar de la media, es cierto que cuanto menor es el número, mayor es la repetibilidad y mayor es la confiabilidad de los resultados.
Ejemplo
Una compañía quiere comercializar un dispositivo que lanza bolas de boliche, alegando que el dispositivo lanza con precisión las bolas el número de pies seleccionados en el dial. Los investigadores configuraron el dial a 250 pies y realizaron pruebas repetidas, recuperaron la pelota después de cada prueba y la volvieron a lanzar para eliminar la variabilidad en el peso. También verifican la velocidad del viento antes de cada prueba para asegurarse de que sea igual para cada lanzamiento. Los resultados en pies son:
250, 254, 249, 253, 245, 251, 250, 248.
Para analizar los resultados, deciden utilizar la desviación estándar de la media como medida de repetibilidad. Utilizan el siguiente procedimiento para calcularlo:
La media es la suma de todos los resultados dividida por el número de resultados = 250 pies.
Para calcular la suma de los cuadrados, restan cada resultado de la media, cuadran la diferencia y suman los resultados:
(0)2 + (4)2 + (-1)2 + (3)2 + (-5)2 + (1)2 + (0)2 + (-2)2 = 56
Encuentran SD dividiendo la suma de cuadrados por el número de intentos menos uno y tomando la raíz cuadrada del resultado:
DE = raíz cuadrada de (56 ÷ 7) = 2,83.
Dividen la desviación estándar por la raíz cuadrada del número de ensayos (n) para encontrar la desviación estándar de la media:
SDM = SD ÷ raíz (n) = 2.83 ÷ 2.83 = 1.
Un SD o SDM de 0 es ideal. Significa que no hay variaciones entre los resultados. En este caso, el SDM es mayor que 0. Aunque la media de todas las pruebas es la misma que la lectura del dial, existe una variación entre los resultados y depende de la empresa decidir si la variación es lo suficientemente baja como para cumplir sus estándares