Hola, me parece que te estás complicando la vida.
La mejor opción para sensar tensión, es utilizar un transformador. Que bien puede ser el propio para alimentar el circuito, o bien añadir uno exclusivo para ese fin.
Si piensas sensar tanto 220V como 110v, implementa un transformador de 220V/3V, luego mediante un divisor resistivo y un limitador de umbral como protección, lo conectas a un amplificador de instrumentación (como indica Dominus) y luego ya tienes la señal lista para un MCU o lo que sea.
Para sensar 110V, el sistema entregará una señal mitad de amplitud y todo sigue igual, y listo al asunto.
Cualquier otra forma de trabajo, debes tener cuidado, que NO habrá aislación galvánica y es peligroso, creo que no hace falta argumentar al respecto.