Insgesamt müssen 3 Sensoren ausgewertet werden.
Die Sensoren haben eine Betriebsspannung von 15Volt.
Gemessen werden Spannungen im Bereich von -5V bis +5V.
Wie geht das denn ?
Die Sensoren haben also eine Eingangsspannung von + 15 V ?
Am Ausgang der Sensoren kommen dann aber +5V und -5V gegen Masse raus ?
Dann ist also ein kleines Netzteil oder eine Ladungspumpe eingebaut
Ich meine doch eher, das die Betriebsspannung durch 2 geteilt wird und somit im Ruhezustand 7,5V am Ausgang gegen Masse anliegen.
Und dann die Spannung je nach Belastung Werte zwischen +2,5 V und +12,5V annehmen kann.
Das lässt sich mit einem Spannungsteiler auf die gewünschten Werte bringen.
Der ATMEGA 16 kann als Referenz mehrere Verschiedene Quellen haben, die man per Software auswählen kann.
1. Die interne Referenz ( 2,56V soweit ich weiß )
2. Die Versorgungsspannung des Controllers
3. Eine extern angeschaltete Referenz

In einem muß ich markusj aber recht geben, wenn Du noch nie mit diesen Controllern gearbeitet hast, kannst Du dein Projekt vermutlich nicht bis Dienstag realisieren.
2 bis 3 "intensive" Wochen wären da realistischer.
Das Datenblatt des ATMEGA hat mehr als 300 Seiten, von denen Du dir für deine Aufgabenstellung ca. 30% reinziehen musst.
Dann ist aber noch keine Zeile geproggt.

Wenns wirklich so eilig ist, würd ich das lieber in Hardware mit Operationverstärkern machen.
Ein paar LM324 kosten nicht viel und einer pro Ampel sollte ausreichen.
Noch dazu passt der Spannungsbereich deiner Sensoren besser zum Operationsverstärker. d.h kein zusätzliches Netzteil.