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Todo pesquisador que realiza um experimento e obtém um resultado específico precisa fazer a pergunta: "Posso fazer isso de novo?" A repetibilidade é uma medida da probabilidade de a resposta ser sim. Para calcular a repetibilidade, você realiza o mesmo experimento várias vezes e realiza uma análise estatística nos resultados. A repetibilidade está relacionada ao desvio padrão, e alguns estatísticos consideram os dois equivalentes. No entanto, você pode dar um passo adiante e equiparar a repetibilidade ao desvio padrão da média, que você obtém dividindo o desvio padrão pela raiz quadrada do número de amostras em um conjunto de amostras.
TL; DR (muito longo; não leu)
O desvio padrão de uma série de resultados experimentais é uma medida da repetibilidade do experimento que produziu os resultados. Você também pode dar um passo adiante e equiparar a repetibilidade ao desvio padrão da média.
Cálculo da repetibilidade
Para obter resultados confiáveis para repetibilidade, você deve poder executar o mesmo procedimento várias vezes. Idealmente, o mesmo pesquisador realiza o mesmo procedimento usando os mesmos materiais e instrumentos de medição nas mesmas condições ambientais e realiza todos os ensaios em um curto período de tempo. Depois que todos os experimentos terminam e os resultados registrados, o pesquisador calcula as seguintes quantidades estatísticas:
Significar: A média é basicamente a média aritmética. Para encontrá-lo, você soma todos os resultados e divide pelo número de resultados.
Desvio padrão: Para encontrar o desvio padrão, você subtrai cada resultado da média e eleva ao quadrado a diferença para garantir que você tenha apenas números positivos. Resuma essas diferenças ao quadrado e divida pelo número de resultados menos um, depois pegue a raiz quadrada desse quociente.
Desvio padrão da média: O desvio padrão da média é o desvio padrão dividido pela raiz quadrada do número de resultados.
Quer você considere a repetibilidade o desvio padrão ou o desvio padrão da média, é verdade que quanto menor o número, maior a repetibilidade e maior a confiabilidade dos resultados.
Exemplo
Uma empresa deseja comercializar um dispositivo que lança bolas de boliche, alegando que o dispositivo lança com precisão as bolas com o número de pés selecionado no mostrador. Os pesquisadores ajustam o mostrador para 250 pés e realizam testes repetidos, recuperando a bola após cada tentativa e reiniciando-a para eliminar a variabilidade de peso. Eles também verificam a velocidade do vento antes de cada teste para garantir o mesmo para cada lançamento. Os resultados em pés são:
250, 254, 249, 253, 245, 251, 250, 248.
Para analisar os resultados, eles decidem usar o desvio padrão da média como uma medida de repetibilidade. Eles usam o seguinte procedimento para calculá-lo:
A média é a soma de todos os resultados divididos pelo número de resultados = 250 pés.
Para calcular a soma dos quadrados, eles subtraem cada resultado da média, somam a diferença e somam os resultados:
(0)2 + (4)2 + (-1)2 + (3)2 + (-5)2 + (1)2 + (0)2 + (-2)2 = 56
Eles encontram SD dividindo a soma dos quadrados pelo número de tentativas menos um e obtendo a raiz quadrada do resultado:
DP = Raiz quadrada de (56 ± 7) = 2,83.
Eles dividem o desvio padrão pela raiz quadrada do número de tentativas (n) para encontrar o desvio padrão da média:
SDM = SD ÷ raiz (n) = 2,83 ÷ 2,83 = 1.
Um SD ou SDM de 0 é ideal. Isso significa que não há variações entre os resultados. Nesse caso, o SDM é maior que 0. Embora a média de todas as tentativas seja a mesma da leitura por discagem, há uma variação entre os resultados, e cabe à empresa decidir se a variação é baixa o suficiente para atender seus padrões.