El tema del S&H puede tener que ver, usualmente en los sistemas de ADQ. de datos, solemos tener un multiplexor -> S&H -> ADC. si el S&H mantiene la tension del canal anterior es muy probable, que te siga "midiendo" ese canal (realmente el canal anterior, aun asi podrias poner el esquema del sistema de ADQ que tienes). Bien para esto, lo que hay que hacer antes del multiplexor, es tirar un circuito a masa para que de 0 (no recomiendo +Vcc pero tambien se puede hacer) osea, imaginaros que desconectamos el LM35 y tenemos una resistencia que va a masa desde su salida (la del lm35, la resistencia puede ser perfectamente de unas decenas de Ks para no cargar la salida del LM35), no circularia corriente por la misma del lm35, pero si unos nanoamperios de salida/entrada de el multiplexor, el valor seria de 0 volvios mas o menos. de esta manera detectariamos que el sensor tiene un problema ya que la temperatura es excesivamente baja (suponiendo que detectes alarma a partir de un valor de temperatura. Si no pones dicha resistencia, la entrada del multiplexor (suelen ser Transistores FET como interruptores analogicos) al estar al aire pueden medirte tambien cualquier cosa y aparte de esto, por su tecnologia tienen mas "condensadores parasitos" por asi llamarlos para mantener cargas para que entiendas.
En el caso de los termopares, cuando tu los pones en el circuito de medida, lo que tu estas midiendo es la tension de la union del termopar (unos milivoltios, sin excitacion del mismo, aparte de la temperatura) una manera de ver si el termopar es desconectado, seria mediante un puente de wheastone, como si estubieramos hablando de galgas extensiometricas, bien de esta manera podriamos medir la tension del puente y la descompensacion del mismo provocaria que mediante dicha medida, y asi pudieramos ver si el termopar es desconectado. En este caso, habria que tener en cuenta, que hay una corriente que circula por el termopar, que puede causar un pequeño error en la medida del mismo, esto deberias compensarlo mediante software (linealizacion por tramos, que es mas sencillo) o bien realizando los calculos necesarios para ver la caida de tension que tienes en el termopar por esta corriente (esta caida no es un valor constante, os recuerdo que a mas termperatura, menor resistencia en el material Ej.: el filamento de una bombilla, creo que lo he dicho bien xD). Este caso es un poco delicado la verdad, ya que es un sensor un poco "especial".
Yo la experiencia que tengo con sensores, y acondicionadores de señal, es que en el amplificador de instrumentacion, las entradas tienen que tener "tiradas" una resistencia de cientos de ks a masa en cada una de las entradas diferenciales para poder detectar correctamente la señal del sensor y si se desconecta, medir 0 o el valor de salida del amplificador de instrumentacion.
La idea basica en cualquier sensor, (que se puede utilizar esta idea para todo) es detectar el consumo de corriente del mismo, si no consume... no funciona ¿no? pues aplicando esta regla, si ponemos aun sensor en serie una resistencia muy pequeña (hablo de menos de 1 ohm) y medimos la tension de caida en la misma. Si esta el sensor hay circulacion de corriente por ella y por tanto caida de tension, si no hay sensor, la corriente no circula (idealmente por desgracia puede haber nanoamperios, tendremos que medir la ddp de la resistencia y usualmente utilizaremos un operacional) y la tension a medir en la misma seria 0V.
Bueno despues de este rollo que os he contado, la unica manera de ver que un sensor no funciona es aplicando la magnitud fisica al mismo (temperatura: calor o frio, Presion: aplicacion de la misma, Fuerza: compresion o traccion.....) y ver si el sistema de medida funciona. Todo lo demas es bastante complicado de aplicar y complicado de implementar, para gustos colores. Un saludo.