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Inicialmente , los relojes cronómetros estaban premeditados a ser usados a bordo de los barcos para determinar la longitud según los principios de la navegación celeste.

Hasta 1754, la situación de un barco en alta mar no podía conocerse con gran precisión, ya que se estimaba a partir de la última situación famosa , o sea , de la última tierra conocida. Los nautas podían determinar su latitud con precisión. Para lograr saber la longitud, se necesita un aparato de medición del tiempo confiable , permanente y exacto , ya que la longitud se determina midiendo la hora del paso del sol por el meridiano y comparándola con la hora de este paso en el puerto de partida: cada minuto de fallo en esta medición acarrea una desviación de la posición de 15 millas náuticas como máximo en el ecuador. De esta manera , un segundo de error en el tiempo se ajusta a un fallo de posicionamiento de 463 metros.

Solucionar el inconveniente de los relojes fue difícil. En aquella temporada , los relojes mucho más precisos se basaban en el principio de los relojes de péndulo, que desentonaban continuamente con el balanceo del barco en el mar. John Harrison, carpintero y relojero inglés, desarrolló un reloj que contenía unos cuantos péndulos que fluctuaban en direcciones opuestas, conectados por resortes, cuyos movimientos se sustraían a la influencia de la gravedad y de las turbulencias de un barco. Sus relojes cronómetros H1, H2, H3, diseñados según este término , eran enormes y pesados y tenían que estar suspendidos libremente en el barco.

Al final resolvió el inconveniente con su prototipo H4, un reloj de gran diámetro, que ganó el premio del Almirantazgo británico. Su nuevo término se fundamentaba en el uso de una rueda oscilante, la balanza termocompensada. Este principio se prosigue utilizando a veces en los relojes cronómetros mecánicos actuales. La determinación de la longitud siguió haciéndose a través de la observación astronómica, eminentemente por razones de coste.

Posteriormente , el Reino Unido tuvo una enorme demanda de "cronómetros marinos" y múltiples observatorios organizaron de forma regular concursos de precisión.

El reglamento establece la existencia de un cronómetro dentro de los buques3. Ubicado en el puente y protegido al límite de las vibraciones, su desempeño se comprueba diariamente escuchando las señales horarias de las emisoras de radio terrestres o, más sencillamente , comparándolas con los relojes de los sistemas de posicionamiento por satélite. El avance o retardo del cronómetro en una hora se conoce como tarifa horaria. Un óptimo cronómetro tiene una continuidad diurna (o diaria ) baja y prácticamente constante (del orden de unos pocos segundos)

Cronómetro ferroviario

Aaron Lufkin Dennison fue pionero en la revolución industrial de la relojería en 1849 y desarrolló el Sistema Americano de Fabricación de Relojes organizando para la Waltham Watch Company la producción de piezas de reloj en proporciones semejantes que fueran con perfección intercambiables. Este desarrollo es la base de los presentes métodos de producción utilizados en todo el mundo.

En 1893, Webb C. Ball estableció los criterios de un "cronómetro ferroviario", que prosiguen siendo la base de los criterios recientes para los relojes cronómetros certificados de manera oficial.

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