Схемы, платы, компоненты

попробуйте ещё отключить вход АЦП от делителя и измерить ещё раз, может входной ток АЦП зависит от входного напряжения наблюдал такой эффект в некоторых АЦП, по поводу PIC не знаю. Давайте просто проверим, чтобы исключить эту возможность. При измерении записывайте больше цифр. Сам мультиметр у Вас не очень точный, он измеряет не RMS, а обычный средневыпрямленный с поправочным коэффициентом, но хуже то, что его точность 0,5% на постоянке и 1% на переменке. В принципе, другие мультиметры со шкалой 5999 обычно немного точнее. Резистор 1кОм последовательно диоду поставили? Конденсатор сейчас какой? Пока склоняюсь к искажениям из-за увеличения обратного тока диода. При 200В переменки на диоде будет почти 600В пиковое значение обратного напряжения, и диод начинает "стабилитронить", вот вверху и вылазит эта нелинейность, которая растёт с ростом напряжения