電圧分解能はビット数と入力電圧範囲によって計算できます。
たとえば、12ビットA/Dコンバータの分割数は2^12（2の12乗）＝4096です。
入力レンジが±1Vのとき電圧範囲は2Vppなので、2÷4096＝0.488mVの分解能になります。
しかし、1mV分解能で測定すると取り込んだデータが1mV刻みになります。1.5mVも1.9mVも2.4mVも見分けがつかず2mVと読み取られます。
どれくらい細かく見分けたいか、という仕様によってビット数と入力レンジを選択してください。
しかし、センサのような小さな信号を測定する場合は、信号調節を含んだアンプを介することをお勧めします。
アナログ信号には必ずノイズがあるので、それに埋もれてさらに見分けがつかなくなります。ランダムノイズはフィルタや平均化処理である程度除去できますが、A/D時点で情報（細かなレベル差など）が抜け落ちているとうまく働きません。
また読み取った電圧値が実際とずれている可能性（確度や精度）も考慮しなくてはなりません。これは分解能よりずっと大きいので、アンプ後の大きな信号のほうが断然有利です。
