Hola, mirá del tema no entiendo mucho, pero si recuerdo que leí en algún lado, algo dónde también consultaban como leer voltajes negativos. La solución que explicaban era que lo que se debe hacer es, si uno sabe que esas lecturas pueden llegar, a por ejemplo -10Volts, entonces a las lecturas le suman 10Volts. Luego, las reducen a voltajes que maneje el Arduino, y lo que se hacía era algo como...
0 Volts Arduino = -10Volts
2.5 Volts Arduino = 0 Volts
5.0 Volts Arduino = 10Volts
No se si es esto lo que estás buscando, pero bueno, te lo comento en caso de que te sirva, sino pues nada 
No recuerdo si fué acá donde lo leí o no, pero más o menos explican algo similar http://arduino.cc/forum/index.php/topic,20929.0.html (en ingles)