¿Es este ADC capaz de un mejor rendimiento?

En los comentarios, dijo que el problema es ruido en el circuito. Esa es una parte crucial de la información que dejó fuera de su pregunta original. Si el problema es el ruido del circuito, cambiar el rango del ADC no ayudará.

Primero, necesitas entender el ruido. Tome una FFT del ruido y vea si tiene un componente grande en la frecuencia de su red eléctrica local. Si es así, entonces claramente necesita limpiar sus fuentes de alimentación. También deberías intentar ejecutar todo desde baterías que solo usan reguladores lineales para ver si eso ayuda.

Asegúrese de que el ruido no provenga del lado digital de su diseño. Las líneas AVDD y DVDD deben estar bien aisladas. Si estos dos suministros están unidos en algún momento, es posible que deba agregar un filtro LC pasivo entre ellos. No nos ha dicho cómo construyó físicamente el circuito, pero el enrutamiento adecuado de la alimentación y la conexión a tierra en una PCB también es importante.

Si el ruido es verdaderamente aleatorio con una distribución gaussiana y su amplitud es mayor que 1/2 LSB, puede utilizar el muestreo excesivo para mejorar la resolución efectiva de las mediciones. En este caso, un promedio de cuatro mediciones mejorará la resolución en 1 bit.

La respuesta de Eliot Alderson es correcta, pero déjame expandirme un poco. A una fuente de alimentación de 5 voltios, su rango de ADC es (aproximadamente) 40 mV (2 x 19.5, lo suficientemente cerca), con una resolución de 24 bits. Una entrada de 0 a 10 mV, luego, se convertirá a 1/4 de la escala completa, o 22 bits. Eso es aproximadamente una parte en 4 millones. Esto está mucho, mucho más allá de otras fuentes de error, como la no linealidad de las celdas de carga. Solo deja de preocuparte por esa parte de eso. Tienes resolución y sobra. En números aproximados, 1 lsb le dará una resolución de 5 miligramos (no gramos, miligramos) y ese no es un objetivo realista.

Lo que también tienes es el ruido. De su comentario, unos 1000 conteos de ruido. Esa debería ser tu preocupación. Para comenzar, coloque tapas de 0.1 uF en cada entrada de ADC, conectadas a tierra. Por supuesto, también debe obtener un buen medidor de capacitancia y hacer coincidir las dos tapas también, ya que si no se combinan bien, sus diferentes impedancias en cualquier frecuencia causarán problemas. Pero incluso con gorras que no están bien emparejadas, es probable que ayuden, y el experimento es lo suficientemente simple como para que lo intentes.