Hallo
Schwankende Referenzspannungen führen natürlich zu ungenauen Ergebnissen! Wenn ich keine Referenz habe, kann ich gar nichts bestimmen.
Durch Schwankungen des Signals und dessen Mittelung bekommt man eben den Mittelwert und keine Zwischenwerte, die außerhalb der Abtastung liegen.Alles was nicht abgetastet wird, ist nicht gemessen sondern berechnet.

Beim Sägezahnverfahren wird nicht die Sägespannung der Eingangsspannung (Ue)überlagert, sondern die Sägespannung wird mit Ue verglichen.
Der Zahn und ein getakteter Zähler werden gestartet.Ein Komparator vergleicht den Zahn mit Ue , bei Gleichheit wird ein Impuls generiert, der den Takt sperrt.Die Zeit zwischen Start und Impuls ist Ue proportional.Wenn Ue von Störspannungen überlagert ist, kann der Komparator unter Umständen viel zu früh schalten und ein großer Meßfehler entsteht.Das kann man mit entsprechenden Filtern oder mehrfaches einlesen vermeiden, wobei die Auflösung nicht steigt!

Beim Delta-Sigma Wandler wird Ue einem Modulator zugeführt,der aus der Spannung einen seriellen Datenstrom macht.Der Mittelwert dieser 0,1 Folgen entspricht dem Mittelwert von Ue.Damit dieser sozusagen digitale Mittelwert möglichst genau dem Mittelwert von Ue entspricht, muß die Abtastrate viel größer sein als die Frequenz von Ue. Das nennt man dann Oversampling.

Jede Wandlung ist ungenau. Ein AD WAndler quantisiert das Eingangssignal.Ein Analogsignal kann unendliche Werte annehmen, ein Digitalsignal nur 2hoch n. Dieser Unterschied zwischen Analogsignal und dessen digitaler Darstellung ist das Quantisierungsrauschen (weißes Rauschen).
Dieses weiße Rauschen ist natürlich unerwünscht und wird im (digitalen) Tiefpaßfilter reduziert.
Da das Signal überabgetastet ist erfolgt eine Reduzierung (Abtast Theorem) und eine Umwandlung in n Bit Digitalwerte.

Ich weiß nicht , wie Dein Labor ausgerüstet ist, aber ich denke 1mV mit Hobbymitteln zu messen ist nur schätzen. Zumal die Meisten die 5V Betriebsspannung als Referenz verwenden.
Für Auflösungen von mehr als 10bit müssen eine genaue Referenz, am besten temperaturstabilisiert, und definierte Umgebungsbedingungen vorhanden sein.
Ich hoffe ich habe nicht allzuviel verkehrtes gesagt.
Mit freundlichen Grüßen
Benno