Das was du messen möchtest ist das Tastverhältnis, dieses ist proportional zum Gleichanteil des Signals. Der Gleichanteil ist der Teil des Signals mit Frequenz 0, also der Mittelwert.
Ziel ist also die Mittelwertbildung des Signalwertes über die Zeit, genau das macht ein Tiefpass.
Und deine Schaltung ist ja auch ein Tiefpass (R1, R2 und C). Die Diode ist allerdings problematisch, diese wird nämlich nicht leitend, wenn das Eingangssignal kleiner als die Spannung über dem Kondensator ist. Dadurch funktioniert der Tiefpass nicht wirklich. (Ich bin jetzt mal davon ausgegangen, das die Anode an das PWM-Signal angeschlossen ist, und nicht fest auf 12V liegt, wie im Schaltplan)
Vielleicht kannst du den Schaltplan mal korigieren, mir ist nämlich nicht klar wofür die Diode gut sein soll.