Peter ti ha dato indicazioni importanti: purtroppo la tensione di alimentazione di Arduino non è molto affidabile, se la usi come riferimento per il comparatore analogico può generare letture falsate; un ottimo metodo consiste nell'impostare la Vref internal (1,1V) piuttosto precisa e molto stabile e poi rapportare l'uscita del sensore mediante un partitore di precisione. Inoltre sul pin ARef devi collegare un condensatore da 0,1µF (ceramico o poliestere) verso GND. In una configurazione stand-alone ci sarebbe da lavorare sull'AVcc ma su Arduino non è possibile. Infine, come dice Icio, se il sensore è distante oltre il paio di metri rispetto ad Arduino, devi guardare sul data-sheet, c'è una configurazione specifica per le lunghe distanze.
In passato con questi piccoli accorgimenti (continua a mantenere la media delle letture, puoi anche portarla a 30) abbiamo ottenuto risultati eccellenti.