Vou deixar só algumas dicas.
Aqui _http://www.turbokeu.com/myprojects/icl7107thermo.htm tens um esquema de alguém que supostamente fez o mesmo que pretendes. Ele usou termistores como sensores, mas podem ser usados outro tipo de sensores, naturalmente com as devidas adpatações, mas podes encontrar por exemplo díodos ou transístores a fazer de sensores de temperatura uma vez que a tensão entre junções semicondutoras é alterada conforme a temperatura a que está sujeita, e funcionará razoavelmente bem na gama de temperaturas a medir. No entanto, há alguns integrados que são específicos para esse fim como por exemplo o LM35. Normalmente os termómetros caseiros mais comuns são depois contruidos com base nos ADCs ICL7106 se for para usar um ecrã LCD de 3 dígitos e meio, ou um ICL7107 se for para usar com mostradores BCD LED. Substitutos para eles podem ser os MAX130 e MAX131.
Se vires os datasheets destes componentes encontras sugestões para entre outras aplicações, construires um termómetro. Por outro lado se fizeres uma busca no google por eles, também deves encontrar algumas montagens.
Haverá formas mais simples e mais complexas de construir um termómetro, mas esta via parece-me a que terá a melhor relação dificuldade vs performance.
Abraço