Попытаюсь подытожить.
Нарисовал исправленную схему, поругайте если что не так.
Берем ОУ rail-to rail с однополярным питанием, запитываем от ист питания АЦП.
1. Та часть, которая усиливала полож. сигнал остается неизменной - отрицательный сигнал просто не будет проходить на выход за счет однополярности питания(будет отрезаться.)
2. На ОУ, который усиливает отриц сигнал, подаем смещение на неинв вход(половина опоры АЦП), и требуемый сигнал будет получаться вычтанием из напр смещения входного отриц сигнала, выходит максимум отриц сигнала будет равен нулю на входе АЦП. А если нам не надо положительных значений, поступающих на вход этого ОУ, то можно и вообще на неинв вход подать опору АЦП.
В общем будет что-то типа уравнения Uацп=Uсм-к*Iвх
По моему так ((с)Винни Пух)
Эскизы прикрепленных изображений