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Con el cambio de siglo, las innovaciones en la producción industrial, el transporte, la ciencia y la medicina exigieron una medición del tiempo más precisa. En el ámbito del atletismo, la necesidad de contar con equipos que midieran el tiempo de manera fiable y precisa se convirtió en una cuestión de crucial importancia, ya que la diferencia entre contrincantes y entre récords mundiales residía en solo unas centésimas de segundo.
Los cronógrafos son esenciales para medir los tiempos en eventos deportivos y transportes. Sin embargo, una visita de Charles-Auguste Heuer a su médico también propició una innovación en la medición del tiempo en el ámbito médico. La colorida escala del cronógrafo de bolsillo del nuevo Sphygmometer de Heuer, patentada en 1908, permitía a los médicos determinar el ritmo de las pulsaciones del paciente tras contar los latidos del corazón durante solo 20 segundos.
A medida que el desplazamiento con automóvil y por aire se iba arraigando, Heuer diseñó un sólido instrumento que se instalaba en los paneles de control de la nueva generación de vehículos. El "Time of Trip" era un cronógrafo de precisión que indicaba la hora del día en la esfera principal y registraba la duración de un viaje mediante dos agujas en una esfera más pequeña. El conductor o piloto utilizaba un pulsador para poner en marcha o detener el registro del "tiempo de viaje" y medir, por ejemplo, el tiempo de un desplazamiento.
Cuando los relojes de pulsera empezaron a sustituir a los relojes de bolsillo, Heuer decidió desplazar el cronógrafo de precisión del bolsillo a la muñeca. En 1914, el catálogo de Heuer describía el cronógrafo de pulsera como un objeto "único en el mercado".
Disciplinas tan variadas como los deportes, la producción industrial y los cálculos de la artillería necesitaban cronómetros cada vez más precisos. Tras convertirse en el nuevo director de la empresa, Charles-Auguste Heuer, hijo de Edouard Heuer, decidió llevar a cabo un proyecto en que la indicación de una 5.ª de segundo se sustituía por una 50.ª y una 100.ª de segundo, lo que se tradujo en la aparición del Mikrograph y el Semikrograph, respectivamente. Pronto aparecieron nuevas versiones que indicaban fracciones de segundo, para mostrar así la diferencia de tiempos entre dos contrincantes.
La precisión y fiabilidad de los cronómetros Heuer los llevó a ser los relojes preferidos en los eventos deportivos de más relevancia de todo el mundo. Heuer se convirtió en el proveedor de cronógrafos para los Juegos Olímpicos y también para los campeonatos de eventos alpinos. Dichos eventos fueron los precursores de los numerosos encuentros que siguieron después, en que TAG Heuer cronometró eventos automovilísticos, atléticos y de vela, entre los que se incluyen la Indianápolis 500 y las carreras de Fórmula Uno.