Hättest Du vielleicht einen Link oder ein Beispiel, in welchem der Timer an und aus geschaltet wird?
Einfach die zwei verwendeten CS Bits im TCCR1B Register auf 0 setzen:
TCCR1B &= ~(_BV(CS11) | _BV(CS10));
Eventuell noch das Timer/Counter Register TCNT1 auf 0 setzen. Zum aktivieren die zwei Bits wieder setzten.
Siehe Datenblatt Seite 136f
Sinnvoll ist es meines Erachtens, wenn man den Mittelwert der 16 Messungen bildet?!
Das filtert Unebenheiten heraus, aber ist was anderes. Das geht auch einfach mit analogRead() bei sowas langsamen wie einer Temperaturmessung.