O centésimo é «que ou o que corresponde a cada uma das cem partes iguais em que pode ser dividido um todo»; assim, o «centésimo de segundo» é «cada uma das cem partes iguais em que pode ser dividido o segundo». Por isso, a expressão «centésimos de segundo» está correcta.

Quanto a «centésimas de segundo», também me parece aceitável, dado que, ao dizer «centésimas de segundo», está implícito que são, por exemplo, «duas centésimas (partes) de segundo», e a palavra centésimo tem de concordar com o plural feminino partes.