Ich hoffe es ist noch nicht zu spät.
Wenn du den NTC über einen schnöden Spannungsteiler ausliest, haust du dir eine (zusätzlich zu der des NTCs selbst) eine weitere Nichtlinearität rein. Das ist Mist.
Löse das lieber mit einer Konstantstromquelle. Kann man diskret aufbauen, gibt es aber auch fertig zu kaufen.
Ob es so klug ist, zwei NTCs hitnereinander zum Messen zu nehmen, ist auch noch so eine Sache. Einen OPV als Differenzverstärker halte ich da für sinnvoller. Mit den zwei NTCs nutzt du den AD-Wandler nicht besser aus, sondern beschränkst dir deinen Messbereich nach unten hin. Das ist Mist.
Außerdem liegt der Meßwiderstand des Attinys nicht allzuweit von den Größenordnungen deiner Widerstände entfernt (ich hab da Werte zwischen 10 und 50 kΩ im Hinterkopf, bin jetzt aber zu faul zum nachprüfen), damit baust du dir weitere Ungenauigkeiten ein.
Ich würde dir sowas wie den LT 1490 empfehlen. Nicht der billigste OPV, für deine Zwecke aber ideal. Braucht keine negative Versorgungsspannung (Rail-to-Rail-Typ), gibt es als Doppel- oder Quat-OPV, also zwei oder vier OPVs in einem IC, werksseitig sehr gut kompensiert z.B. gegen Temperaturdrift, auch als DIL-Variante erhältlich falls du auf SMD verzichten willst. Und der hat eine relativ niedrige Transitfrequenz (ich glaub 200kHz oder so), was dir hier sehr zu Gute kommt.
Damit kannst du auch gleich einen Offset abziehen, sodaß der ADC z.B. bei -20°C wirklich 0V sieht. Und den zweiten OPV, der dann sowieso dabei ist, könntest du als Impedanzwandler nutzen. Schadet nichts, machts nur besser.
Ach ja, noch was: mit geschirmten Leitungen kommst du nur bedingt weiter. Die elektrische Komponente eines störenden Feldes bekommst du so recht gut in den Griff, die magnetische aber nicht, die induziert dir weiter fröhlich Störspannung. Gerade bei deiner Spannungsteilerlösung ist das sehr schlecht. Auch aus diesem Grund empfiehlt sich eine Stromquelle, die ist gegen induktive Einkopplungen deutlich unempfindlicher. Zumindest bei niedrigeren Frequenzen.