Для боле точного результата хочу подключить к меге Vref+ и Vref- .
По Ману ADC=(Vpos-Vneg)*GAIN*512/Vref. Т.е если измеряемая величина лежит в пределах 1V-3V то на ADC2 подключаю Vref- 0.8V, на ADC3 Vin, на Vref верхнюю границу Vref+ 3.2V. GAIN будет равен 1. Собственно вопросы:
1) Правильно ли делаю?
2) Какое количество выборок будет? Вроде те же 1024, от -512 до 512?!
Кто долбался с этим, проконсультируйте.

Зачем так сложно? И, чесслово, малопонятно "на ADC2 подключаю Vref- 0.8V, на ADC3 Vin, на Vref верхнюю границу Vref+ 3.2V"
Если хоца поиметь весь диапазон, сделай Vref=2В. На один конец (-) - Vref/2(1В), на другой(+) - Uin=1...3В. Тока есть тонкость - на сравнительно малых Vref точность меньше.

Разрядность ацп 10 бит, поэтому быборок всегда будет 1024, 0-1023
На счет точности. Какая нужна ? (в мегах не очень хорошие ацп)

В Мегах АЦП последовательного проближения, поэтому выборок будет всегда менее 1024.
Помните, как поймать в пустыне поймать льва?

Выборок всегда будет 2 в 10ой =1024 по определению, не зависимо от того какого оно вида.

Это верно замечено, как и земля не совсем круглая, а слегка приплюснутая... (шутка). Конечно же 1024, двоичная арифметика, она и в Африке у львов такая же будет. Другое дело такие факторы как: тактовая частота процессора, работа таймеров, помехи наконец... - влияющие на неустойчивые ('пляшушие') младшие разряды АЦП, которые в реальности могут никогда не показать измерения со значением от 0000000000b и далее ... (для примерного ограничения скажем ~ 0000000011b). Вот отсюда и меньшее число реальных измерений диапазона (естественно к тому же очень зависящий от величины опорного напряжения).