Pues, así es, si pones esa referencia (2V) todo valor inferior a ese es considerado como 0 por el conversor A/D. Y el rango de 0 a 255 (precision 8 bits) va de 2V 5V.
No se si te puede servir de algo, pero tengo hecho en proteus una aplicación con una NTC. Es para medir temperatura, y tengo definido como Vref- (1V) y Vref+ (3.5V), para ajustar el rango de temperatura. El codigo está en C, si te interesa te lo mando en un privado.
Saludos.