Раз уж Вы написали в математическую ветку, то Вас вероятно интересуют математические аспекты вопроса. В математике изучают обработку результатов эксперимента (см. любую книгу по статистике) и вопросы планирования экспериментов (см., например,
http://lib.mexmat.ru/books/49153).