Probleme mit Buffer

Du suchst definitiv in der richtigen Richtung.

Deine Fehler bedeuten folgendes:
Fehler 1: Du liest zu langsam oder du liest immer zuviele Werte auf einmal (und musst dann immer warten, bis diese Werte erstmal da sind). Die Werte werden dann im Puffer wieder überschrieben, obwohl sie noch gar nicht ausgelesen wurden.
Fehler 2: Du liest zu schnell und willst Werte lesen, die noch gar nicht gemessen wurden.

Wie du schon richtig vermutet hast, liegt das Problem in "Samples pro Kanal". Mit -1 liest du immer so viele Werte aus, wie gerade da sind. Klingt gut, macht aber auch bei mir immer wieder Probleme. Bessere Erfahrung habe ich mit dieser Methode: Man liest nicht N Samples aus, sondern immer nur 1 Sample (erhält also statt 2D ein 1D-Array), dafür aber in einer Schleife. Abbruchbedingung ist ein Timeout oder wenn die erforderliche Anzahl Daten erfasst wurde.
Nachteil dieser Methode. Du bekommst deine Daten zeitverzögert. Das trifft aber auch auf dein bisher verwendetes Verfahren zu.

Wenn du keine Messreihe aufnehmen willst, sondern immer den aktuellen Status brauchst, ist es besser, gar kein Timing zu verwenden. Also einfach DAQmx Read aufrufen und ein Sample je Kanal messen. Das ist glaube auch das, was du vorhast, oder?