Wenn man die Spannung von einen 32 kOhm Poti abgreift (Poti an GND,5 V), dann ist der Ausgangswiderstand höschstens 8 kOhm (2 x 16 kOhm). Also noch kein Problem mit den 10 kOhm. Auch sind die 10 kOhm keine ganz scharfe Grenze, sondern ein Richtwert. Wenn der Widerstand größer wird reicht es oft einen kleinen Kondensator (ca. 1 nF) nach AGND anzuschließen.
Wenn man schon die Widerstände umschalten will, dann mit CMOS Ausgängen, also PORT Pins (von AVCC gespeißt) oder einem CMOS Multiplexer der ebenfalls von AVCC gespeißt wird.
Wenn man den umweg über eine Frequenzmessung wählt, kann man auch gleich enen RC-Oszillator (z.B. NE555) nehmen, dann wird das wenigstens gleich linear und geht über einen großen Bereich.