Du könntest auch einen besseren A/D Wandler nachschalten.

Ich experimentiere zur Zeit mit dem AD 7795 rum.
Der hat Differenzeingänge eine interne Referenzspannungsquelle einen Bias Generator und einen Schalter gegen GND.

Die Schnittstelle in Richtung Microcontroller besteht aus einem SPI Interface.

Ich meine der oderer ein anderer A/D Wandler aus dieser Familie sollte geeignet sein.

Bezugsquelle Farnell oder Digikey.