追記
なので、当然ADCを使用しない場合は内部回路の漏れ電流でしか放電されないので時間を空けたところであまり好転しない
例に挙げられているLM35のようにソース側のみ強力に稼働できるものを繋げて正確に読み取りたい場合は
一度s/hキャパシタをGNDに低インピーダンスで繋げて放電してやれば次の初回変換でも正確な値を返す
Arduinoの関数にはないがADMUXのMUXには入力ピンでなくGNDに直結する設定値が用意されてる
これを使えばピンを無駄にしなくてもs/hキャパシタがディスチャージ出来る

GNDでADC→センサー1でADC→GNDでADC→センサー2でADC→GNDでADC→センサー3でADC→……
センサーのソース駆動インピーダンスが十分に低ければこれで正確な値を返す(シンク駆動インピーダンスは高くていい)
もちろん回路全体のセンサーサンプリング周波数は半減する
多少の測定誤差が増えても平気ならAVRのADCは1MHzまで動作が保証されてるからADCクロックを高速化したらいい
200kHzまでなら誤差が最大2LSBだが1MHzでは倍の4LSBになる(データシートより)
(サンプルホールド回路のサンプリング時間はさらに減るので駆動インピーダンスに注意)