Como ya menciona MCG, puedes utilizar en principio cualquier sensor que también pueda ser utilizado por Arduino. La cuestión principal es si quieres usar librerías. Para el Arduino, hay para casi cualquier sensor una biblioteca disponible, para el STM32 esto es mucho menos el caso. Escribir una biblioteca puede llevar bastante tiempo (dependiendo de la complejidad de la comunicación del sensor).
La placa Nucleo puede ayudar si el sensor está colocado en una placa que se pueda empujar encima de un Arduino; de lo contrario, hay que usar cables separados de todos modos.
Otra forma que podría valer la pena comprobar, es STM32Arduino, que es un proyecto para hacer que algunos STM32 sean compatibles con Arduino, y puedan ser programados como un Arduino, pero no todas las bibliotecas son compatibles. Ver también el comentario de MCG más abajo y comprobar el siguiente punto de partida útil para STM32Duino: cómo empezar con la placa de desarrollo de stm32-stm32f103c8 .
En la mayoría de los casos, Arduino es la solución más fácil, sobre todo debido a la existencia de un gran soporte de bibliotecas, sin embargo, el Arduino también tiene algunas grandes ventajas: muy menos SRAM, sobre todo más grande en tamaño que las placas STM32, sin depuración (fácil), muy menos periféricos.
Otro problema con las librerías de Arduino (y probablemente también con las de STM32), es comprobar si varias librerías (diferentes) funcionan juntas; te metes en problemas cuando, por ejemplo, utilizan ambas el mismo temporizador.