IMHO идти нужно от дальнейшей обработки. Исходное распределение - вероятно непрерывное. Его дискретизация в АЦП переводит в дискретное распределение. После этого последующая обработка позволяет проинтерполировать это распределение, выдав удобную для восприятия учеными гладкую функцию.При этом такая интерполяция не добавляет никакой новой информации, но может уменьшать содержащуюся в сигнале информацию, за счет сглаживания пиков распределения каким-нибудь окном.

Но при этом важно то, что само "накопление статистики в виде гистограммы" совместимо с послужующей обработкой. Потому что цель обработки - выделить нужный график из всего потока исходных данных, гистограмма - это лишь один из промежуточных этапов, который отбрасывает из сигнала несущественную для дальнейшей обработки информацию, выделяя из него "достаточную статистику".

Если нужно некоторые отсчеты масштабировать для компенсаций ухода температуры - тогда, действительно, могут возникнуть неприятности. Потому что после умноженя результата АЦП на нецелое число распределение случайной величины дискретизируется повторно. Такая дискретизация теряет некоторую информацию, содержащуюся в исходном сигнале. Если эта передискретизация окажется совместимой с дальнейшей обработкой, то есть она не будет терять существенную для ученых информацию - тогда это допустимо, если несовместимо - тогда она недопустима. Один вариант увеличения совместимости, наверное - собирать более детальную гистограмму, чтобы дальнейшая обработка могла с ней сделать что она хочет. Но это связано с большим количеством памяти, которой Вашем микроконтроллере может не быть. Второй, действительно - раскидывать получаемое масштабированное число в соседние бины, между которыми попадает отсчет, чтобы сгладить гистограмму. Вероятно, это окажется совместимо с дельнейшим сглаживанием при обработке. Можно также прибавить число сразу в два бина, между которыми попал масштабированный отсчет: в больший прибавить дробную часть масштабированного отсчета, в меньший - вычтенную из единицы дробную часть. Но это потребует увеличения разрядности накопителей бинов, чтобы суммировать еще и дробные части, то есть, опять же, к увеличению требуемой памяти. Так что прибавление единицы в меньший или больший бин с вероятностью, пропорциональной дробной части, может дать тот же результат, то есть отсутствие существенных потерь информации для дальнейшей обработки. Для этого должно быть достаточно хорошего генератора равномерно распределенных псевдослучайных чисел. "Прибавление равномерно распределенной величины перед дискретизацией" - это именно оно. В принципе и линейного конгруэнтного генератора наверняка должно хватить, если, конечно, ученые не будут делать далеко идущих выводов из _разностей_ соседних бинов гистограммы. Кроме того, в любом случае, это дополнительное сглаживание гистограммы в дополнение к сглаживанию при последующей обработке, поэтому ученым полезно про него догадываться.